Question

【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PbO2和Pb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_______________________

Answer 1

【答案】PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O小48PbPbO2否正NaCl+H2ONaClO+H2铁FeO42-+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PbO2和Pb时，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-。