题目内容

【题目】I.铅蓄电池是典型的可充型电池,它的正负极隔板是惰性材料,电池总反应式为:Pb+PbO2+2 H2SO42PbSO4+2H2O,请完成下列问题:

(1)放电时:正极的电极反应式是____________________;电解液中H2SO4的浓度将变_______(填“大”或者“小”);当外电路通过1 mol电子时,理论上负极板的质量增加_________________g。

(2)在完全放电耗尽PbO2Pb时,若按如下图1连接,充电一段时间后,则在A电极上生成__________、B电极上生成__________,这种充电连接方式是否正确?_______(填“是”或者“否”)

(3)某同学设计利用电解法制取漂白液或Fe(OH)2的实验装置如上图2所示。若通过电解饱和食盐水来制漂白液,则b为电源的_____极,该装置中发生的总反应方程式为_____________________

若用于制Fe(OH)2,使用硫酸钠作电解质溶液,阳极选用_____________材料作电极。

II.已知一种锌铁电池的反应为:3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,该电池放电时,正极反应式为_______________________

【答案】PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O48PbPbO2否正NaCl+H2ONaClO+H2FeO42-+4H2O+3 e==Fe(OH)3+5OH-

【解析】

I. (1) 电池总反应式为Pb+PbO2+2 H2SO42PbSO4+2H2O写出电极反应为负极电极反应:Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极电极反应:PbO2+2e-+4H++SO42-= PbSO4+2H2O,由方程式可以知道反应消耗硫酸则电解液中H2SO4的浓度将减少当外电路通过1mol电子时根据电子守恒计算理论上负极板的质量增加0.5mol×303g/mol-0.5mol×207g/mol=48g;
因此,本题正确答案是PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O小;48;

(2)在完全放电耗尽PbO2Pb电极上是析出的PbSO4若按题右图连接,B为阳极应是失去电子发生氧化反应,A为阴极是得到电子发生还原反应实质是电解反应,B电极上发生反应为: PbSO4+2H2O-2e-= PbO2+4H++SO42- ,A电极发生反应为:PbSO4+2e-= Pb+SO42-所以A电极上生成Pb,B极生成PbO2这种充电连接方式是不正确的,应对换,
因此,本题正确答案是:Pb;PbO2;否;

(3) 电解饱和食盐水时,阴极上析出氢气,阳极上析出氯气,氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠,次氯酸钠是漂白液的有效成分,B电极上生成氯气,氯气的密度小于溶液的密度,所以生成的氯气上升,能和氢氧化钠溶液充分的接反应生成次氯酸钠,即B极是阳极,所以b为电源正极该装置中发生的总反应方程式为NaCl+H2ONaClO+H2

若用于制Fe(OH) 2 ,使用硫酸钠做电解质溶液,阴极上氢离子放电生成氢气,如果阳极是惰性电极,阳极上氢氧根离子放电生成氧气得不到氢氧化亚铁,所以阳极上应该是铁失电子生成亚铁离子,亚铁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁故采用金属Fe作阳极,

因此,本题正确答案是正;NaCl+H2ONaClO+H2↑;铁;

II.原电池中正极得到电子,发生还原反应。根据总的方程式可知,K2FeO4是氧化剂,在正极得到电子发生还原反应,电极反应式是FeO42-+4H2O+3 e==Fe(OH)3+5OH-

因此,本题正确答案是FeO42-+4H2O+3 e==Fe(OH)3+5OH-

练习册系列答案
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(1)升高温度,绝大多数的化学反应速率增大,但是2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应速率却随着温度的升高而减小。查阅资料知:2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应历程分两步:

I.2NO(g) N2O2(g)() H1<0 v1=k1c2(NO) v1=k1c(N2O2)

.N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g)() H2<0 v2=k2c(N2O2)c(O2) v2=k2c2(NO2)

请回答下列问题:

①反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的△H=___________(用含△H1和△H2的式子表示)。一定温度下,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态,请写出用k1、k1、k2、k2表示的平衡常数表达式K=___________,升高温度,K___________(增大”“减小不变”)

②决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应速率的是反应Ⅱ,反应I的活化能E1与反应Ⅱ的活化能E2的大小关系为E1___________E2(“>”“<”“=”)。由实验数据得到v2~c(O2)的关系可用图表示。当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为___________(填字母)。

(2)通过图所示装置,可将汽车尾气中的NO、NO2转化为重要的化工原料HNO3,其中A、B为多孔惰性电极。该装置的负极是__________ (“A”“B”),B电极的电极反应式为__________

(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应为2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1L溶液甲,溶液乙为0.1mol/LCH3COONa溶液,则两溶液中c(NO3)、c (NO2)c(CH3COO)由大到小的顺序为__________(已知HNO2的电离常数Kα=7.1×104mol/L,CH3COOH的电离常数Kα=1.7×105mol/L)。可使溶液甲和溶液乙的pH相等的方法是__________

a.向溶液甲中加适量水 b.向溶液甲中加适量NaOH

c.向溶液乙中加适量水 d.向溶液乙中加适量NaOH

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