题目内容
蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置．有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：NiO2+Fe+2H2O
Fe（OH）2+Ni（OH）2
（1）若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是 （填序号）．
A．NiO2 B．Fe C．Fe（OH）2 D．Ni（OH）2
（2）假如用此蓄电池分别用来电解以下两种溶液，工作一段时间后都分别消耗0.36g水，且电解池的电极均为惰性电极，试回答下列问题．
①电解M（NO3）x溶液时某一极增加了ag M，则金属M的相对原子质量的计算式为 （用“a”、“x”表示）．
②电解含有0.01mol CuSO4和0.01mol NaCl的混合溶液100mL，阳极产生标准状况气体 L；将电解后溶液加水稀释至1L，此时溶液的pH= ．
| 放电 | 充电 |
（1）若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是
A．NiO2 B．Fe C．Fe（OH）2 D．Ni（OH）2
（2）假如用此蓄电池分别用来电解以下两种溶液，工作一段时间后都分别消耗0.36g水，且电解池的电极均为惰性电极，试回答下列问题．
①电解M（NO3）x溶液时某一极增加了ag M，则金属M的相对原子质量的计算式为
②电解含有0.01mol CuSO4和0.01mol NaCl的混合溶液100mL，阳极产生标准状况气体
分析：（1）依据电池反应分析，充电为电解池，放电为原电池；放电过程中原电池的负极上失电子发生氧化反应，正极上发生还原反应；
（2）放电是原电池反应，NiO2+Fe+2H2O
Fe（OH）2+Ni（OH）2，负极：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，正极：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-；工作一段时间后蓄电池都分别消耗0.72gH2O，n（H2O）=
=0.02mol，
①由电子守恒可知，电解M（NO3）x溶液时，某一极增加了agM，2M～2xe-～xH2O；
②n（H2O）=
=0.02mol，电池转移电子为0.04mol，由离子放电顺序可知，电解含有0.01molCuSO4和0.01molNaCl的混合溶液100ml，阳极上氯离子和氢氧根离子放电生成氯气和氧气，2Cl--2e-=Cl2↑，阴极上铜离子得电子，以此计算．
（2）放电是原电池反应，NiO2+Fe+2H2O
| 放电 |
| 充电 |
| 0.36g |
| 18g/mol |
①由电子守恒可知，电解M（NO3）x溶液时，某一极增加了agM，2M～2xe-～xH2O；
②n（H2O）=
| 0.36g |
| 18g/mol |
解答：解（1）根据原电池在放电时，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，再根据元素化合价变化，可判断该电池负极发生反应的物质为Fe被氧化发生氧化反应，正极为NiO2，被还原发生还原反应，此电池为碱性电池，在书写电极反应和总电池反应方程式时不能出现H+，故放电时的电极反应是：负极：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，正极：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-，
故答案为：A；
（2）①负极：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，正极：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-；
工作一段时间后蓄电池都分别消耗0.72gH2O，n（H2O）=
=0.02mol；
由电子守恒可知，电解M（NO3）x溶液时，某一极增加了agM，2M～2xe-～xH2O，则设M的相对原子质量为y，
2M～2xe-～xH2O
2y x
a 0.02mol
解得y=25ax，故答案为：25ax；
②n（H2O）=
=0.02mol，电池转移电子为0.04mol，由离子放电顺序可知，电解含有0.01molCuSO4和0.01molNaCl的混合溶液100ml，阳极上氯离子和氢氧根离子放电生成氯气和氧气，2Cl--2e-=Cl2↑，阴极上铜离子放电，
阳极上：
2Cl--2e-=Cl2↑，4OH--4e-=2H2O+O2↑，
2 2 1 4 1
0.01mol 0.01mol 0.005mol 0.03mol 0.0075mol
则阳极生成0.0125mol气体，体积为0.0125mol×22.4L/mol=0.28L，
阴极上：
Cu2++2e-=Cu
1 2 1
0.01mol 0.02mol 0.01mol
2H++2e-=H2↑
2 2 1
0.02mol 0.02mol
则氢氧根离子失电子减少0.03mol，氢离子增加0.03mol，阴极减小氢离子0.02mol，所以溶液中氢离子增加0.01mol；
c（H+）=
=0.1mol/L，所以pH=1，
故答案为：0.28；1．
故答案为：A；
（2）①负极：Fe-2e-+2OH-=Fe（OH）2，正极：NiO2+2e-+2H2O=Ni（OH）2+2OH-；
工作一段时间后蓄电池都分别消耗0.72gH2O，n（H2O）=
| 0.36g |
| 18g/mol |
由电子守恒可知，电解M（NO3）x溶液时，某一极增加了agM，2M～2xe-～xH2O，则设M的相对原子质量为y，
2M～2xe-～xH2O
2y x
a 0.02mol
解得y=25ax，故答案为：25ax；
②n（H2O）=
| 0.36g |
| 18g/mol |
阳极上：
2Cl--2e-=Cl2↑，4OH--4e-=2H2O+O2↑，
2 2 1 4 1
0.01mol 0.01mol 0.005mol 0.03mol 0.0075mol
则阳极生成0.0125mol气体，体积为0.0125mol×22.4L/mol=0.28L，
阴极上：
Cu2++2e-=Cu
1 2 1
0.01mol 0.02mol 0.01mol
2H++2e-=H2↑
2 2 1
0.02mol 0.02mol
则氢氧根离子失电子减少0.03mol，氢离子增加0.03mol，阴极减小氢离子0.02mol，所以溶液中氢离子增加0.01mol；
c（H+）=
| 0.01mol |
| 0.1L |
故答案为：0.28；1．
点评：本题考查了原电池、电解池原理的分析判断和计算应用，注意混合电解中电子守恒的计算应用，掌握基础是关键，题目难度中等．
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现用该蓄电池电解c（NO3-）=6mol?L-1的KNO3和Cu（NO3）2的混合溶液500mL，当通电一段时间后，两极均收集到22.4L气体（标准状况）（电解池的电极均为石墨电极）．（12分）蓄电池是一种可以反复充电、放电的装置。有一种蓄电池在充电和放电时发生的反应是：NiO2 + Fe + 2H2O
Fe(OH)2 + Ni(OH)2。
（1）若此蓄电池放电时，该电池某一电极发生还原反应的物质是 （填序号）。
| A．NiO2 | B．Fe | C．Fe(OH)2 | D．Ni(OH)2 |
（3）充电时该电池阳极的电极反应式
（4）用此蓄电池分别电解以下两种溶液，假如电路中转移了0.02 mole-，且电解池的电极均为惰性电极，试回答下列问题。
①电解M(NO3)x溶液时某一电极增加了
g M，则金属M的相对原子质量为 （用含“、x”的表达式表示）。 ②电解含有0.01 mol CuSO4和0.01 mol NaCl的混合溶液100mL，阳极产生的气体在标准状况下的体积是 ；将电解后的溶液加水稀释至1L，此时溶液的PH= 。