Question

【題目】Ⅰ.化學電源在生產生活中有著廣泛的應用，電動汽車上用的鉛蓄電池是以一組充滿海綿狀態銅的鉛板和另一組結構相似的充滿二氧化鉛的鉛板組成，用H2SO4作電解液。放電時總反應為：Pb + PbO2 + 2H2SO4 = 2PbSO4 + 2H2O

（1）寫出放電時負極的電極反應式：___；

（2）鉛蓄電池放電時，溶液的pH將_________（填“增大”、“減小”或“不變”）。當外電路上有0.5mol電子通過時，溶液中消耗H2SO4的物質的量為___________。

（3）放電完后，對該電池進行充電，在連接電源的負極一端生成________。(填“Pb”或“PbO2”)

Ⅱ.人們習慣上把電解飽和食鹽水的工業叫做氯堿工業。如下圖表示電解飽和NaCl溶液的裝置，X、Y是石墨棒。實驗開始時，在兩邊同時各滴入幾滴酚酞溶液。請回答以下問題：

（4）X極上的電極反應式是：__________。

（5）檢驗Y電極反應產物的方法是_______。

（6）電解飽和NaCl溶液的離子方程式是：___________。

Answer 1

【答案】Pb -2e- + SO42- = PbSO4 增大 0.5mol Pb 2H＋＋2e－=H2↑ 將濕潤的淀粉KI試紙放在氣體出口，若觀察到試紙變藍，證明有Cl2產生 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－

【解析】

（1）鉛蓄電池中，負極是鉛，負極上鉛失電子發生氧化反應，正極上二氧化鉛得電子發生還原反應；

（2）根據放電時總反應Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O進行計算回答；

（3）鉛蓄電池充電時，電池正極和電源正極相連，電池負極和電源的負極相連，充電時的反應和放電時的反應互為逆過程；

（4）X電極上氫離子放電生成氫氣；

（5）Y電極上氯離子放電生成氯氣，氯氣可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗；

（6）電解食鹽水生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣。

（1）鉛蓄電池中，負極是鉛，負極上鉛失電子發生氧化反應：Pb-2e－+SO42－=PbSO4；

（2）放電時總反應為：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O，反應轉移2mol電子，消耗硫酸2mol，硫酸被消耗，所以溶液的酸性減弱，pH將增大，當外電路上有0.5mol電子通過時，溶液中消耗H2SO4的物質的量為0.5mol；

（3）放電完后，對該電池進行充電，在連接電源的負極一端是陰極，發生反應：PbSO4+2e－=Pb+SO42－，在連接電源的負極一端生成Pb；

（4）電極上氫離子放電生成氫氣，電極反應為2H＋+2e－=H2↑；

（5）Y電極上氯離子放電生成氯氣，電極反應為2Cl－-2e－=Cl2↑，氯氣可以用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗，如果濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍色，則證明有氯氣生成，

（6）電解食鹽水生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣，電解池反應式為2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。