Question

鉛蓄電池在現代生活中有廣泛應用，其電極材料是Pb和PbO₂，電解液是硫酸溶液．現用鉛蓄電池電解飽和硫酸鈉溶液一段時間，假設電解時溫度不變且用惰性電極，下列說法不正確的是（　　）

• A、蓄電池放電時，每消耗0.1molPb，共生成0.1molPbSO₄
• B、電解池的陽極反應式為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑
• C、電解后，c（Na₂SO₄）不變，且溶液中有晶體析出
• D、蓄電池中每生成1molH₂O，電解池中就消耗1molH₂O

Answer 1

分析：鉛蓄電池放電時，Pb為負極，被氧化生成PbSO₄，電極反應式為Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，正極反應為PbO₂+2e+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，電池反應式為PbO₂+Pb+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O；
用惰性電極電解硫酸鈉溶液時，陽極上氫氧根離子放電，陰極上氫離子放電，實際上是電解水，則溶液體積減小，硫酸鈉溶液變成過飽和溶液，則會析出硫酸鈉晶體．

解答：解：A．蓄電池放電時，電池反應式為PbO₂+Pb+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O，根據電池反應式知，每消耗0.1molPb，共生成0.2molPbSO₄，故A錯誤；
B．電解硫酸鈉溶液時，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，電極反應式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故B正確；
C．電解時，陽極上氫氧根離子放電，陰極上氫離子放電，所以實際上是電解水，溶質的物質的量不變，則電解后溶液成過飽和溶液，有硫酸鈉晶體析出，但c（Na₂SO₄）不變，故C正確；
D．蓄電池放電時每生成1molH₂O，轉移電子的物質的量是1mol，根據轉移電子守恒知，電解池中消耗0.5molH₂O，故D錯誤；
故選AD．

點評：本題考查了原電池和電解池原理，明確電極上發生的反應是解本題關鍵，易錯選項是C，注意電解飽和硫酸鈉溶液時，溶液成過飽和溶液，所以有晶體析出，但溶液密度和濃度都不變，為易錯點，假設將硫酸鈉換成亞硫酸鈉溶液，陽極上氫氧根離子放電，陰極上亞硫酸根離子得電子發生還原反應生成硫酸根離子．