Question

【題目】如圖是以鉛蓄電池為電源，模擬氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置圖（C、D均為石墨電極）。電解一段時間后，若在電解池中C極一側(cè)出來的氣體無色無味，D極一側(cè)出來的氣體呈黃綠色有刺激性氣味。請回答以下問題：

（1）已知鉛蓄電池在放電時發(fā)生的反應(yīng)：Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O，則A極的電極反應(yīng)為___________________________；

（2）電解飽和食鹽水的離子反應(yīng)方程式是__________________；

（3）電極C的電極反應(yīng)是_____________________________________________；

（4）電解時為防止兩種氣體產(chǎn)物混合，用陽離子交換膜做隔膜。則電解時Na+從______極區(qū)移向_____極區(qū)（填“C”或“D”）；

（5）若電路上有0.2mol電子的電量通過，則鉛蓄電池中消耗硫酸_________mol。

Answer 1

【答案】Pb+2e-+SO42-=PbSO4 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑ 2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑ D C 0.2

【解析】

本題主要考查原電池與電解池串聯(lián)相關(guān)知識。電解一段時間后，若在C極一側(cè)出來的氣體無色無味是氫氣，D極一側(cè)出來的氣體呈黃綠色有刺激性氣味是氯氣，故D極是陽極，所以原電池中A極是負(fù)極，B極是正極，據(jù)此作答。

（1）A是負(fù)極，負(fù)極上鉛失去電子和硫酸根離子結(jié)合生成硫酸鉛，則電極反應(yīng)式為：Pb+2e-+SO42-=PbSO4；

（2）電解氯化鈉溶液時，C是陰極，陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-===2OH-+ H2，D是陽極，陽極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為2Cl--2e-===Cl2，同時生成氫氧化鈉，故電解飽和食鹽水的離子反應(yīng)方程式是：2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；

（3）根據(jù)以上分析可知，電極C的電極反應(yīng)式為：2H2O+2e-===2OH-+ H2或2H++2e-=== H2；

（4）電解時陽離子向陰極移動，由此電解時Na+從D極區(qū)移向C極區(qū)；

（5）根據(jù)方程式Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O可知，當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時，消耗硫酸的物質(zhì)的量為2mol，則轉(zhuǎn)移0.2mol電子時，消耗硫酸的物質(zhì)的量為0.2mol。