题目内容
已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O，现设计如图1所示装置进行电解（电解液足量），测得当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减小11.2g．请回答下列问题：
（1）A是铅蓄电池的
（2）Ag电极上的反应式为
（3）Cu电极上的反应式为
（4）如图2表示电解时某个量（纵坐标x）随时间变化的曲线，这个量x最有可能表示的是
a．两个U形管中析出的气体体积
b．两个U形管中阳极质量的减少量
c．两个U形管中阴极质量的增加量．
| 放电 | 充电 |
（1）A是铅蓄电池的
负
负
（填“正”或“负”）极，铅蓄电池的正极反应式为PbO2+4H++SO42-+2e-═PbSO4+2H2O
PbO2+4H++SO42-+2e-═PbSO4+2H2O
．（2）Ag电极上的反应式为
2H++2e-═H2↑
2H++2e-═H2↑
，析出的物质共0.4
0.4
g．（3）Cu电极上的反应式为
Cu-2e-═Cu2+
Cu-2e-═Cu2+
，CuSO4溶液的浓度不变
不变
（填“减小”、“增大”或“不变”）．（4）如图2表示电解时某个量（纵坐标x）随时间变化的曲线，这个量x最有可能表示的是
b
b
（填序号）．a．两个U形管中析出的气体体积
b．两个U形管中阳极质量的减少量
c．两个U形管中阴极质量的增加量．
分析：（1）当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减小11.2g，说明铁作阳极，银作阴极，连接原电池负极的电极作阴极，连接原电池正极的电极作阳极，原电池负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应；
（2）银作阴极，电解稀硫酸时，阴极上氢离子放电生成氢气，根据转移电子守恒计算；
（3）铜作阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上析出铜，所以该装置是电镀池；
（4）电解时，a．右边U形管不析出气体；
b．铜的摩尔质量大于铁；
c．左边U形管析出氢气，右边U形管析出铜．
（2）银作阴极，电解稀硫酸时，阴极上氢离子放电生成氢气，根据转移电子守恒计算；
（3）铜作阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，阴极上析出铜，所以该装置是电镀池；
（4）电解时，a．右边U形管不析出气体；
b．铜的摩尔质量大于铁；
c．左边U形管析出氢气，右边U形管析出铜．
解答：解：（1）当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减小11.2g，说明铁作阳极，银作阴极，阴极连接原电池负极，所以A是负极，B是正极，正极上二氧化铅得电子发生还原反应，电极反应式为PbO2+4H++SO42-+2e-═PbSO4+2H2O，
故答案为：负；PbO2+4H++SO42-+2e-═PbSO4+2H2O；
（2）银作阴极，电解稀硫酸时，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H++2e-═H2↑，生成氢气的质量=
×2g/mol=0.4mol，
故答案为：2H++2e-═H2↑；0.4；
（3）铜作阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e-═Cu2+，阴极上析出铜，所以该装置是电镀池，电解质溶液中铜离子浓度不变，
故答案为：Cu-2e-═Cu2+；不变；
（4）a．右边U形管不析出气体，左边U形管析出气体，所以稀硫酸析出气体体积大于硫酸铜溶液，故错误；
b．当转移相等电子时，溶解金属的物质的量相等，铜的摩尔质量大于铁，所以右边U形管阳极减少的质量大于左边U形管阳极减少的质量，故正确；
c．当转移相等电子时，析出物质的物质的量相等，但铜的摩尔质量大于氢气，所以左边U形管析出氢气的质量小于右边U形管析出铜的质量，故错误；
故答案为：b．
故答案为：负；PbO2+4H++SO42-+2e-═PbSO4+2H2O；
（2）银作阴极，电解稀硫酸时，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H++2e-═H2↑，生成氢气的质量=
| 0.4mol |
| 2 |
故答案为：2H++2e-═H2↑；0.4；
（3）铜作阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e-═Cu2+，阴极上析出铜，所以该装置是电镀池，电解质溶液中铜离子浓度不变，
故答案为：Cu-2e-═Cu2+；不变；
（4）a．右边U形管不析出气体，左边U形管析出气体，所以稀硫酸析出气体体积大于硫酸铜溶液，故错误；
b．当转移相等电子时，溶解金属的物质的量相等，铜的摩尔质量大于铁，所以右边U形管阳极减少的质量大于左边U形管阳极减少的质量，故正确；
c．当转移相等电子时，析出物质的物质的量相等，但铜的摩尔质量大于氢气，所以左边U形管析出氢气的质量小于右边U形管析出铜的质量，故错误；
故答案为：b．
点评：本题考查了原电池和电解池原理，正确判断原电池正负极是解本题关键，根据离子放电顺序确定阴阳极电极反应，并结合得失电子守恒解答，难度中等．
练习册系列答案
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