Question

已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO4放电充电2PbSO4+2H2O，现设计如图1所示装置进行电解（电解液足量

已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO4放电充电2PbSO4+2H2O，现设计如图1所示装置进行电解（电解液足量），测得当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减小11.2g．请回答下列问题：（1）A是铅蓄电池的______（填“正”或“负”）极，铅蓄电池的正极反应式为______．（2）Ag电极上的反应式为______，析出的物质共______g．（3）Cu电极上的反应式为______，CuSO4溶液的浓度______（填“减小”、“增大”或“不变”）．（4）如图2表示电解时某个量（纵坐标x）随时间变化的曲线，这个量x最有可能表示的是______（填序号）．a．两个U形管中析出的气体体积b．两个U形管中阳极质量的减少量c．两个U形管中阴极质量的增加量．

Answer 1

（1）当铅蓄电池中转移0.4mol电子时铁电极的质量减小11.2g，说明铁作阳极，银作阴极，阴极连接原电池负极，所以A是负极，B是正极，正极上二氧化铅得电子发生还原反应，电极反应式为PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-═PbSO₄+2H₂O，
故答案为：负；PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-═PbSO₄+2H₂O；
（2）银作阴极，电解稀硫酸时，阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H⁺+2e^-═H₂↑，生成氢气的质量=

0.4mol

2

×2g/mol=0.4mol，
故答案为：2H⁺+2e^-═H₂↑；0.4；
（3）铜作阳极，阳极上铜失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e^-═Cu²⁺，阴极上析出铜，所以该装置是电镀池，电解质溶液中铜离子浓度不变，
故答案为：Cu-2e^-═Cu²⁺；不变；　
（4）a．右边U形管不析出气体，左边U形管析出气体，所以稀硫酸析出气体体积大于硫酸铜溶液，故错误；
b．当转移相等电子时，溶解金属的物质的量相等，铜的摩尔质量大于铁，所以右边U形管阳极减少的质量大于左边U形管阳极减少的质量，故正确；
c．当转移相等电子时，析出物质的物质的量相等，但铜的摩尔质量大于氢气，所以左边U形管析出氢气的质量小于右边U形管析出铜的质量，故错误；
故答案为：b．