题目内容
如图示的四个容器中分别盛有不同的溶液，除A、B外，其余电极均为石墨电极．甲为铅蓄电池，其工作原理为：Pb+PbO2+2H2SO4
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| 充电 |
闭合S，发现G电极附近的溶液变红，20min后，将S断开，此时C、D两极上产生的气体体积相同；据此回答：
（1）A电极的电极材料是
（2）电解后，要使丙中溶液恢复到原来的浓度，需加入的物质是
（3）到20min时，电路中通过电子的物质的量为
（4）0～20min，H电极上发生反应的电极反应式为
考点：原电池和电解池的工作原理
专题：电化学专题
分析：甲池是原电池做电源，发生的反应为：Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O；乙丙丁是电解池，闭合K，发现G电极附近的溶液变红，说明G电极是电解池的阴极，H是电解池的阳极；所以A为正极，B为负极；C电极为阴极，D为阳极；E电极为阴极，F为阳极；20min后，将K断开，此时C、D两极上产生的气体体积相同，
C电极上发生的电极反应为：Cu2++2e-=Cu；2H++2e-=H2↑
D电极上发生的电极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑
（1）依据分析判断电极名称；
（2）电解过程是电解水，要使丙硫酸铝溶液恢复到原来的浓度，需加入的物质是水；
（3）到20min时，电路中通过电子的物质的量可以依据电极反应中电子守恒计算得到；
（4）0～20min，H电极上发生反应的电极反应式为H是电解池的阳极，依据电子守恒先反应的是：2Cl--2e-=Cl2↑Cl-物质的量为0.2mol，和电子转移总数比较判断离子放电的反应．
| 放电 |
| 充电 |
C电极上发生的电极反应为：Cu2++2e-=Cu；2H++2e-=H2↑
D电极上发生的电极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑
（1）依据分析判断电极名称；
（2）电解过程是电解水，要使丙硫酸铝溶液恢复到原来的浓度，需加入的物质是水；
（3）到20min时，电路中通过电子的物质的量可以依据电极反应中电子守恒计算得到；
（4）0～20min，H电极上发生反应的电极反应式为H是电解池的阳极，依据电子守恒先反应的是：2Cl--2e-=Cl2↑Cl-物质的量为0.2mol，和电子转移总数比较判断离子放电的反应．
解答：
解：依据题干信息和图示可知，甲池是原电池做电源，发生的反应为：Pb+PbO2+2H2SO4
2PbSO4+2H2O；乙丙丁是电解池，闭合K，发现G电极附近的溶液变红，说明G电极是电解池的阴极，H是电解池的阳极；所以A为正极，B为负极；C电极为阴极，D为阳极；E电极为阴极，F为阳极；20min后，将K断开，此时C、D两极上产生的气体体积相同，
C电极上发生的电极反应为：Cu2++2e-=Cu；2H++2e-=H2↑
D电极上发生的电极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑
（1）A电极是铅蓄电池的正极，正极的电极材料是PbO2；故答案为：PbO2；
（2）电解过程是电解水，要使丙硫酸铝溶液恢复到原来的浓度，需加入的物质是水；故答案为：H2O；
（3）20min后，将K断开，此时C、D两极上产生的气体体积相同，溶液中铜离子物质的量为0.1mol，设生成氢气物质的量为x，则氧气物质的量为x，结合电极上电子守恒计算得到：
C电极上发生的电极反应为：Cu2++2e-=Cu；2H++2e-=H2↑
D电极上发生的电极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑
4x=2x+0.1×2
x=0.1mol，所以电路中电子转移总数为0.4mol，故答案为：0.4mol；
（4）0～20min，H电极上发生反应的电极反应式为H是电解池的阳极，依据电子守恒先反应的是：2Cl--2e-=Cl2↑Cl-物质的量为0.2mol，转移电子物质的量为0.2mol，溶液中电子转移总数为0.4mol，所以溶液中氢离子继续放电，电极反应为2H++2e-=H2↑；故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；2H++2e-=H2↑．
| 放电 |
| 充电 |
C电极上发生的电极反应为：Cu2++2e-=Cu；2H++2e-=H2↑
D电极上发生的电极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑
（1）A电极是铅蓄电池的正极，正极的电极材料是PbO2；故答案为：PbO2；
（2）电解过程是电解水，要使丙硫酸铝溶液恢复到原来的浓度，需加入的物质是水；故答案为：H2O；
（3）20min后，将K断开，此时C、D两极上产生的气体体积相同，溶液中铜离子物质的量为0.1mol，设生成氢气物质的量为x，则氧气物质的量为x，结合电极上电子守恒计算得到：
C电极上发生的电极反应为：Cu2++2e-=Cu；2H++2e-=H2↑
D电极上发生的电极反应为：4OH--4e-=2H2O+O2↑
4x=2x+0.1×2
x=0.1mol，所以电路中电子转移总数为0.4mol，故答案为：0.4mol；
（4）0～20min，H电极上发生反应的电极反应式为H是电解池的阳极，依据电子守恒先反应的是：2Cl--2e-=Cl2↑Cl-物质的量为0.2mol，转移电子物质的量为0.2mol，溶液中电子转移总数为0.4mol，所以溶液中氢离子继续放电，电极反应为2H++2e-=H2↑；故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；2H++2e-=H2↑．
点评：本题考查了原电池电解池的原理应用，电池判断的方法，电极名称判断，电极产物的分析计算，主要是电极反应中 存在电子守恒的应用．
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下列各组物质，按化合物、单质、混合物顺序排列的是（ ）
| A、烧碱、液氯、碘酒 |
| B、生石灰、白磷、小苏打 |
| C、干冰、铁红、氯化氢 |
| D、空气、氮气、胆矾 |
溶液中的下列微粒体系，能够大量共存的是（ ）
| A、pH=1的溶液中：Fe2+、NO3-、Na+ |
| B、氨水中：Al3+、SO42-、Mg2+ |
| C、容器底部有硫粉：Fe3+、Cu2+、Cl- |
| D、NaNO3溶液中：Al3+、AlO2- |