题目内容

铅蓄电池是常用的化学电源,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解液为稀硫酸.放电时,该电池总反应式为:Pb+PbO2+2H2SO4  
放电
充电
2PbSO4+2H2O.请根据上述情况判断:
(1)该蓄电池的负极材料是
 
,放电时发生
 
(填“氧化”或“还原”)反应.
(2)该蓄电池放电时,电解质溶液的酸性
 
(填“增大”、“减小”或“不变”),电解质溶液中阴离子移向
 
(填“正”或“负”)极.
(3)已知硫酸铅为不溶于水的白色沉淀,生成时附着在电极上.试写出该电池放电时,正极的电极反应
 
(用离子方程式表示).
(4)氢氧燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于铅蓄电池.若电解质为KOH溶液,则氢氧燃料电池的负极反应式为
 
.该电池工作时,外电路每流过1×103 mol e-,消耗标况下氧气
 
m3.
考点:原电池和电解池的工作原理
专题:电化学专题
分析:(1)铅蓄电池中,负极上金属失电子化合价升高;
(2)铅蓄电池工作时,硫酸参加反应生成硫酸铅,溶液中氢离子浓度降低,阴离子向负极移动;
(3)工作时,该铅蓄电池正极上PbO2得电子发生还原反应;
(4)碱性条件下,负极氢气失电子生成水;根据转移电子相等进行计算.
解答: 解:(1)铅蓄电池中,根据原电池反应式中元素化合价变化知,Pb中Pb元素化合价由0价变为+2价,被氧化发生氧化反应,所以Pb作负极,故答案为:Pb;氧化;
(2)铅蓄电池工作时,硫酸参加反应生成硫酸铅同时生成水,导致硫酸浓度降低、酸性减小,原电池放电时阴离子向负极移动,故答案为:减小;负;
(3)工作时,该铅蓄电池正极上PbO2得电子发生还原反应,电极反应为PbO2+SO42-+2e-+4H+═PbSO4+2H2O,
答案为:PbO2+SO42-+2e-+4H+═PbSO4+2H2O;
(4)燃料与氧气燃烧的总化学方程式为2H2+O2=2H2O,电解质溶液呈碱性,负极上氢气失电子生成水,则负极的电极方程式为2H2+4OH--4e-=4H2O;该电池中正极上是氧气发生得电子的还原反应,其电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-,则外电路每流过1×103 mol e-,消耗氧气为
1
4
×103 mol,所以氧气的体积为
1
4
×103 mol×22.4L/mol=5.6×103L=5.6m3;

故答案为:2H2+4OH-=4H2O+4e-;5.6.
点评:本题考查原电池工作原理的应用,题目难度中等,注意把握电极方程式的书写方法,首先考虑原电池反应所依据的氧化还原反应,再考虑产物与电解质溶液的反应.
练习册系列答案
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氯元素(Cl)是最重要的“成盐元素”,主要以NaCl的形式存在于海水和陆地的盐矿中.食盐不仅是人体必需的物质,而且是重要的化工原料,从海水中提取氯并应用于工农业生产中的图示如下.
海水
结晶
粗盐
精制
饱和Nacl溶
电解
烧碱和氢气、氯气
(1)粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质、精制后可得饱和NaCl溶液.精制时通常在溶液中依次加入的试剂及操作正确的是
 
;
A.过量的BaCl2→过量NaOH→过量Na2CO3→过滤→过量HCl
B.过量的NaOH→过量Na2CO3→过量BaCl2过滤→过量HCl
C.过量的BaCl2→过量Na2CO3→过量NaOH 过滤→过量HCl
D.过量的NaOH→过量 BaCl2→过量Na2CO3过量HCl→过滤
写出加入盐酸后可能发生的化学反应的离子方程式
 
.
(2)工业上用电解饱和食盐水的方法制取烧碱和氢气、氯气.如图1是电解饱和食盐水装置的一部分,请将装置补充完整,并标出阴阳极和通电时溶液中离子移动的方向.

阴极反应式为
 
;反应类型
 
(填氧化或还原反应),总电极反应式为
 
.
(3)在实验室中用浓盐酸与MnO2共热可制取Cl2.
①下列收集Cl2的装置正确的是
 
;

②检验是否有氯气生成可采用的方法是
 
;
A.用干燥的蓝色石蕊试纸           B.用干燥的有色布条
C.用湿润的淀粉碘化钾试           D.将气体通入硝酸银溶液
③将制得的Cl2与Ca(OH)2充分反应,可制得漂粉精,写出反应的化学方程式
 
.
 ④如图2所示,往漂粉精溶液中持续通入SO2的过程中,可观察到的现象有(至少写出两点)
 
.

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