Question

【題目】下圖所示的四個容器中分別盛有不同的溶液，除a、b外，其余電極均為石墨電極。甲為鉛蓄電池，其兩個電極的電極材料分別為PbO2和Pb。閉合K，發(fā)現(xiàn)g電極附近的溶液先變紅，20min后，將K斷開，此時c、d兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同。據(jù)此回答：

（1）a電極的電極材料是_______（填“PbO2”或“Pb”）。

（2）丙裝置中發(fā)生電解的總反應(yīng)方程式為____________。

（3）電解20min時，停止電解，此時要使乙中溶液恢復(fù)到原來的狀態(tài)，需要加入的物質(zhì)及其物質(zhì)的量是____________。

（4）20min后將乙裝置與其他裝置斷開，然后在c、d兩極間連接上靈敏電流計，發(fā)現(xiàn)電流計指針偏轉(zhuǎn)，則此時c電極為_________極，d電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為________。

Answer 1

【答案】 PbO2 2H2O2H2↑+O2↑ 0.1molCu(OH)2或0.1molCuO、0.1molH2O 負(fù) O2+4H++4e-=2H2O

【解析】甲池是原電池做電源，發(fā)生的反應(yīng)為：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O；乙丙丁是電解池，閉合K，發(fā)現(xiàn)g電極附近的溶液變紅，說明g電極是電解池的陰極，h是電解池的陽極；所以a為正極，b為負(fù)極；c電極為陰極，d為陽極；e電極為陰極，f為陽極；20min后，將K斷開，此時c、d兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同，

（1）a電極是鉛蓄電池的正極，正極的電極材料是PbO2；（2）丙中電解硫酸鋁，其實際上是電解水，其電解方程式為2H2O2H2↑+O2↑；（3）c、d兩極上產(chǎn)生的氣體體積相同，c電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：Cu2++2e-=Cu；2H++2e-=H2↑，d電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：4OH--4e-=2H2O+O2↑，設(shè)生成的氧氣為xmol，則氫氣也為xmol，生成的Cu為0.1L×1mol/L=0.1mol，由得失電子可得：2x+0.1×2=4x，解得x=0.1mol，則電解時生成0.1mol氫氣、0.1mol氧氣和0.1molCu，若要恢復(fù)到原來的狀態(tài)，需要加入0.1molCu(OH)2；（4）20min后將乙裝置與其他裝置斷開，然后在c、d兩極間連上靈敏電流計，發(fā)現(xiàn)電流計指針偏轉(zhuǎn)，說明形成了原電池反應(yīng)，氫氣在c極失電子，c為負(fù)極，氧氣在d極得電子，正極的反應(yīng)為O2+4H++4e-=2H2O。