题目内容

19．锰及其化合物应用越来越广泛，MnO2是一种重要的无机功能材料，制备MnO2的方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液，阳极的电极反应式为Mn2+-2e-+2H20=MnO2+4H+．
现以铅蓄电池为电源电解酸化的MnS04溶液，如图所示，铅蓄电池的总反应方程式为Pb+Pb02+2H2S04=2PbSO4+2H20，当蓄电池中有4mol H+被消耗时，则电路中通过的电子的物质的量为2mol，MnO2的理论产量为87g．
CaSO4是一种微溶物质，已知Ksp（CaSO4）=9.10×10-6．现将c mol•L-1 CaCl2溶液与2.00×10-2 mol•L-1 Na2SO4溶液等体积混合生成沉淀，则c的最小值是1.82×10-3（结果保留3位有效数字）．

分析 II中阳极上Mn2+放电发生氧化反应而生成MnO2；原电池I中，Pb失电子作负极、Pb02作正极，Pb失电子作负极、Pb02得电子都和硫酸根离子反应生成硫酸铅；根据氢离子和转移电子之间的关系式计算转移电子的物质的量，根据转移电子相等计算二氧化锰的质量；依据沉淀溶解平衡的溶度积常数分析计算．

解答 解：II中阳极上Mn2+放电发生氧化反应而生成MnO2，同时生成氢离子，电极反应式为Mn2+-2e-+2H20=MnO2+4H+；
原电池I中，Pb失电子作负极、Pb02作正极，Pb失电子作负极、Pb02得电子都和硫酸根离子反应生成硫酸铅，电池反应式为Pb+Pb02+2H2S04=2PbSO4+2H20；
设：当消耗4mol氢离子时转移电子的物质的量为x，
Pb+Pb02+4H++S042-=2PbSO4+2H20转移电子
        4mol                  2mol
        4mol                  x
4mol：2mol=4mol：x
x=$\frac{4mol×2mol}{4mol}$=2mol，
串联电路中转移电子相等，当转移2mol电子时生成二氧化锰的质量为y，
Mn2+-2e-+2H20=MnO2+4H+；
    2mol     87g
    2mol     y
2mol：87g=2mol：y
y=$\frac{87g×2mol}{2mol}$=87g
现将c mol•L-1CaCl2溶液与2.00×10-2 mol•L-1 Na2SO4溶液等体积混合生成沉淀，溶液中c（Ca2+）=$\frac{c}{2}$mol/L，c（SO42-）=1.00×10-2mol/L，CaSO4是一种微溶物质，已知KSP（CaSO4）=c（Ca2+）c（SO42-）=$\frac{c}{2}$mol/L×1.00×10-2mol/L=9.10×10-6，c=1.82×10-3mol/L；
故答案为：Mn2+-2e-+2H20=MnO2+4H+；Pb+Pb02+2H2S04=2PbSO4+2H20；2 mol；87；1.82×10-3．

点评 本题考查原电池和电解池原理以及溶度积的计算，侧重考查电极反应式的书写、方程式的计算，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，知道串联电路中转移电子特点，题目难度不大．

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