Question

【題目】I.鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負極隔板是惰性材料，電池總反應式為：Pb+PbO2+2 H2SO42PbSO4+2H2O，請完成下列問題:

（1）放電時：正極的電極反應式是____________________;電解液中H2SO4的濃度將變_______（填“大”或者“小”）;當外電路通過1 mol電子時，理論上負極板的質量增加_________________g。

（2）在完全放電耗盡PbO2和Pb時，若按如下圖1連接，充電一段時間后，則在A電極上生成__________、B電極上生成__________,這種充電連接方式是否正確？_______（填“是”或者“否”）

（3）某同學設計利用電解法制取漂白液或Fe(OH)2的實驗裝置如上圖2所示。若通過電解飽和食鹽水來制漂白液，則b為電源的_____極，該裝置中發(fā)生的總反應方程式為_____________________

若用于制Fe(OH)2，使用硫酸鈉作電解質溶液，陽極選用_____________材料作電極。

II.已知一種鋅鐵電池的反應為：3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH，該電池放電時,正極反應式為_______________________

Answer 1

【答案】PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O小48PbPbO2否正NaCl+H2ONaClO+H2鐵FeO42-+4H2O+3 e－==Fe(OH)3+5OH-

【解析】

I. (1) 電池總反應式為：Pb+PbO2+2 H2SO42PbSO4+2H2O，，寫出電極反應為：負極電極反應：Pb-2e-+SO42-=PbSO4，正極電極反應：PbO2+2e-+4H++SO42-= PbSO4+2H2O，由方程式可以知道反應消耗硫酸，則電解液中H2SO4的濃度將減少；當外電路通過1mol電子時，根據電子守恒計算理論上負極板的質量增加0.5mol×303g/mol-0.5mol×207g/mol=48g；
因此，本題正確答案是：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O；��；48；

(2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時，電極上是析出的PbSO4，若按題右圖連接，B為陽極，應是失去電子發(fā)生氧化反應，A為陰極，是得到電子發(fā)生還原反應，實質是電解反應，B電極上發(fā)生反應為： PbSO4+2H2O-2e-= PbO2+4H++SO42- ，A電極發(fā)生反應為：PbSO4+2e-= Pb+SO42-，所以A電極上生成Pb，B極生成PbO2；這種充電連接方式是不正確的，應對換，
因此，本題正確答案是：Pb；PbO2；否；

(3) 電解飽和食鹽水時，陰極上析出氫氣，陽極上析出氯氣，氯氣和氫氧化鈉反應生成次氯酸鈉，次氯酸鈉是漂白液的有效成分，B電極上生成氯氣，氯氣的密度小于溶液的密度，所以生成的氯氣上升，能和氫氧化鈉溶液充分的接反應生成次氯酸鈉，即B極是陽極，所以b為電源正極，該裝置中發(fā)生的總反應方程式為NaCl+H2ONaClO+H2↑；

若用于制Fe（OH） 2 ，使用硫酸鈉做電解質溶液，陰極上氫離子放電生成氫氣，如果陽極是惰性電極，陽極上氫氧根離子放電生成氧氣得不到氫氧化亞鐵，所以陽極上應該是鐵失電子生成亞鐵離子，亞鐵離子和氫氧化鈉反應生成氫氧化亞鐵，故采用金屬Fe作陽極，

因此，本題正確答案是：正；NaCl+H2ONaClO+H2↑；鐵；

II.原電池中正極得到電子，發(fā)生還原反應。根據總的方程式可知，K2FeO4是氧化劑，在正極得到電子發(fā)生還原反應，電極反應式是FeO42-+4H2O+3 e－==Fe(OH)3+5OH-；

因此，本題正確答案是：FeO42-+4H2O+3 e－==Fe(OH)3+5OH-。