Question

（1）如圖，E為沾有Na₂SO₄溶液的濾紙，并加入幾滴酚酞．A，B分別為Pt片，壓在濾紙兩端，R、S為電池的電極．M、N是用多微孔的Ni的電極材料，它在堿溶液中可以視為惰性電極．G為電流計，K為開關(guān)．C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液．若在濾紙中央點上一滴紫色的KMnO₄溶液，K打開，接通電源一段時間后，C、D中有氣體產(chǎn)生．

①外電源的正、負極分別是R為

 

，S為

 

．
②A附近溶液的現(xiàn)象是

 

，B附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為

 

③濾紙上的紫色點向哪方移動

 

．
④當C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時，切斷外電源并接通開關(guān)K，經(jīng)過一段時間，C、D中氣體逐漸減少，主要因為

 

．

（2）鉛蓄電池是典型的可充電電池，它的正極格板是PbO₂材料，負極格板是Pb材料，電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-QUOTE

放電

充電

　2PbSO₄+2H₂O請回答下列問題（不考慮氫、氧的氧化還原）：放電時：正極的電極反應(yīng)式是

 

；電解液中H₂SO₄的濃度將變

 

；當外電路通過1mol電子時，理論上負極板的質(zhì)量增加

 

g．

Answer 1

考點：化學電源新型電池,電解原理

專題：電化學專題

分析：（1）①根據(jù)C、D兩電極得到的氣體體積判斷電極名稱，從而確定電源R、S電極名稱；
②先判斷A、B 的電極名稱，根據(jù)電解池的工作原理來書寫電極反應(yīng)式；
③根據(jù)電解池的工作原理判斷電解時溶液中離子的移動方向；
④根據(jù)原電池中燃料電池的工作原理和規(guī)律來回答；
（2）根據(jù)電池反應(yīng)式知，負極電解反應(yīng)：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正極電極反應(yīng)：PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，根據(jù)電池反應(yīng)式確定溶液中硫酸濃度變化；根據(jù)負極上增加質(zhì)量與轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算負極板增加的質(zhì)量．

解答： 解：（1）①閉合K，通直流電，電極C、D及氫氧化鉀溶液構(gòu)成電解池，根據(jù)離子的放電順序，溶液中氫離子、氫氧根離子放電，分別生成氫氣和氧氣，氫氣和氧氣的體積比為2：1，通過圖象知，C極上氣體體積是D極上氣體體積的2倍，所以C極上得氫氣，D極上得到氧氣，故R是負極，S是正極，所以B極是陽極，A極是陰極．
故答案為：負極；正極；
②A極是陰極，電解高錳酸鉀時，在該極上放電的是氫離子，所以該極上堿性增強，酚酞顯紅色，B極是陽極，該極附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
故答案為：溶液變紅；4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑；
③浸有高錳酸鉀的濾紙和電極A、B與電源也構(gòu)成了電解池，因為R是負極，S是正極，所以B極是陽極，A極是陰極，電解質(zhì)溶液中的陰離子高錳酸跟離子向陽極移動，所以B極呈紫色，
故答案為：紫色向B方向移動；
④當C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時，切斷外電源并接通開關(guān)K，構(gòu)成氫氧燃料電池，在燃料電池中，燃料氫氣為負極，氧氣作正極，
故答案為：氫氣和氧氣構(gòu)成燃料電池；
（2）負極電解反應(yīng)：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正極電極反應(yīng)：PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，根據(jù)電池反應(yīng)式知，硫酸是反應(yīng)物，所以隨著反應(yīng)的進行，硫酸的濃度逐漸減��；
當外電路通過1mol電子時，依據(jù)電子守恒計算理論上負極板的質(zhì)量增加0.5mol×303g/mol-0.5mol×207g/mol=48g；
故答案為：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-═PbSO₄+2H₂O；��；48．

點評：本題考查了原電池、電解池工作原理，會根據(jù)電池反應(yīng)式及元素化合價變化書寫正負極電極反應(yīng)式，再結(jié)合各個物理量之間的關(guān)系式進行計算，題目難度中等．