Question

4．用铅蓄电池电解甲、乙电解池中的溶液．已知铅蓄电池的总反应为：
Pb（s）+PbO₂（s）+2H₂SO₄（aq）$?_{放电}^{充电}$2PbSO₄（s）+2H₂O（l）
电解一段时间后向c极和d极附近分别滴加酚酞试剂，c极附近溶液变红，下列说法正确的是（　　）

• A． d极为阴极
• B． 放电时铅蓄电池负极的电极反应式为：PbO₂（s）+4H⁺（aq）+SO₄^2-（aq）+4e^-═PbSO₄（s）+2H₂O（l）
• C． 若利用甲池精炼铜，b极应为粗铜
• D． 若四个电极材料均为石墨，当析出6.4gCu时，两池中共产生气体3.36L（标准状况下）

Answer 1

分析 原电池放电时，正极发生还原反应，电极反应是PbO₂+4H⁺+SO₄^2--2e^-=2H₂O+PbSO₄，负极为Pb+SO₄^2--2e^-=PbSO₄，在充电时，阴极发生的反应是PbSO₄+2e^-=Pb+SO₄^2-，阳极反应为PbSO₄-2e^-+2H₂O=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺；
电解一段时间后，c极和d极附近分别滴加酚酞试剂，c极附近溶液变红，则c是阴极、d是阳极，a是阴极、b是阳极，据此分析解答．

解答 解：原电池放电时，正极发生还原反应，电极反应是PbO₂+4H⁺+SO₄^2--2e^-=2H₂O+PbSO₄，负极为Pb+SO₄^2--2e^-=PbSO₄，在充电时，阴极发生的反应是PbSO₄+2e^-=Pb+SO₄^2-，阳极反应为PbSO₄-2e^-+2H₂O=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺；
电解一段时间后，c极和d极附近分别滴加酚酞试剂，c极附近溶液变红，则c是阴极、d是阳极，a是阴极、b是阳极，
A．通过以上分析知，c是阴极、d是阳极，故A错误；
B．放电时，正极反应式为PbO₂+4H⁺+SO₄^2--2e^-=2H₂O+PbSO₄，负极为Pb+SO₄^2--2e^-=PbSO₄，故B错误；
C．电解精炼粗铜时，粗铜为阳极，所以为b电极，故C正确；
D．电解析出6.4gCu，其物质的量是6.4g÷64g/mol=0.1mol，转移0.2mol电子，c电极上生成0.1mol氢气、d电极上生成0.05mol氧气，b电极上析出0.1mol氯气，所以生成气体体积=（0.1+0.05+0.1）mol×22.4L/mol=5.6L，故D错误；
故选C．

点评 本题考查原电池和电解池原理，明确离子放电顺序是解本题关键，难点是电极反应式的书写，注意D中采用转移电子守恒进行计算，题目难度中等．