Question

铅蓄电池属于二次电池，其电极材料分别是Pb和PbO₂，电解质溶液为一定浓度的硫酸，工作时，该电池的总反应为PbO₂+Pb+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O；PbSO₄不溶．
（1）该蓄电池工作时负极的电极反应式为

 

．
（2）若该电池工作时，电路中有1mol 电子通过，则消耗了H₂SO₄的物质的量为

 

．
（3）将质量相等的铁棒和石墨棒分别插入CuSO₄溶液中，铁棒接该蓄电池Pb极，石墨棒接该蓄电池PbO₂极，一段时间后测得铁棒比石墨棒增加了3.2克，则CuSO₄溶液质量

 

（增加、减少）

 

克；如果要求将CuSO₄溶液恢复成与开始时完全相同的状态，则可以加入下列物质中的

 

．
A．CuSO₄溶液        B．CuCO₃固体     C．CuO固体
D．Cu（OH）₂固体    E．Cu固体         F． Cu₂（OH）₂CO₃固体
（4）若用该蓄电池作电源（都用惰性材料做电极）电解1000克饱和食盐水，如果电路内通过电子为2mol时，理论上可得到氯气在标准状况下的体积为

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）Pb元素化合价由0价、+4价变为+2价，则Pb为负极，负极上失电子发生氧化反应；
（2）根据转移电子和硫酸的关系式计算；
（3）将质量相等的铁棒和石墨棒分别插入CuSO₄溶液中，铁棒接该蓄电池Pb极，石墨棒接该蓄电池PbO₂极，则铁棒为阴极、石墨棒为阳极，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，一段时间后测得铁棒比石墨棒增加了3.2克，说明石墨棒上析出3.2gCu，根据原子守恒计算硫酸铜溶液减少的质量；根据“析出什么加入什么”原则加入物质即可；
（4）电池反应式为2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，根据氯气和转移电子之间的关系式计算．

解答： 解：（1）Pb元素化合价由0价、+4价变为+2价，则Pb为负极，负极上Pb失电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，电极反应式为Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，故答案为：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄；
（2）根据转移电子和硫酸的关系式得消耗硫酸的物质的量=

1mol

2

×2=1mol，故答案为：1mol；
（3）将质量相等的铁棒和石墨棒分别插入CuSO₄溶液中，铁棒接该蓄电池Pb极，石墨棒接该蓄电池PbO₂极，则铁棒为阴极、石墨棒为阳极，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，阴极上铜离子放电生成Cu，一段时间后测得铁棒比石墨棒增加了3.2克，说明石墨棒上析出3.2gCu，所以电解过程中相当于析出CuO，根据Cu原子守恒知，析出m（CuO）=n（CuO）．M（CuO）=n（Cu）．M（CuO）=

3.2g

64g/mol

×80g/mol=4g；
根据“析出什么加入什么”原则知，可以加入CuO、CuCO₃固体使溶液恢复原状，
故答案为：减少；4；BC；
（4）电池反应式为2NaCl+2H₂O

电解  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，根据氯气和转移电子之间的关系式得生成氯气体积=

2mol

2

×1×22.4L/mol=22.4L，故答案为：22.4L．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，根据元素化合价变化确定原电池中正负极发生的反应，根据各个物理量之间的关系式进行有关计算，注意（3）中加入CuCO₃固体能使溶液恢复原状，因为CuCO₃固体和稀硫酸反应生成硫酸铜和二氧化碳，所以实质上相当于加入CuO，为易错点．