Question

蓄電池是一種可以反復(fù)充電、放電的裝置．有一種蓄電池在充電和放電時發(fā)生的反應(yīng)為NiO₂+Fe+2H₂O

放電

充電

Fe（OH）₂+Ni（OH）₂：
（1）該蓄電池放電時，發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是

 

（填字母，下同）．
A．NiO₂             B．Fe             C．Fe（OH）₂            D．Ni（OH）₂
（2）下列有關(guān)該電池的說法中正確的是

 

．
A．放電時電解質(zhì)溶液顯強酸性
B．放電時5.6g Fe全部轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₂時，外電路中通過了0.2mol電子
C．充電時陽極反應(yīng)為Ni（OH）₂+2OH^--2e^-═NiO₂+2H₂O
D．充電時陰極附近溶液的堿性保持不變
（3）用此蓄電池電解含有0.01mol CuSO₄和0.01mol NaCl的混合溶液100mL，電解池的電極均為惰性電極．當(dāng)溶液中的Cu²⁺全部轉(zhuǎn)化成Cu時，陽極產(chǎn)生的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為

 

；將電解后的溶液加水稀釋至1L，此時溶液的pH=

 

．
（4）用此蓄電池進行電解，且電解池的電極均為銅電極，電解質(zhì)溶液為濃堿液與NaCl溶液的混合液，電解一段時間后，同學(xué)們驚奇地發(fā)現(xiàn)，陽極附近不是生成藍(lán)色沉淀，而是生成紅色沉淀，查閱資料得知該紅色沉淀是Cu₂O．寫出該陽極上的電極反應(yīng)式：

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）依據(jù)電池反應(yīng)分析，充電為電解池，放電為原電池；放電過程中原電池的負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生還原反應(yīng)；
（2）A．放電時生成Fe（OH）₂、（OH）₂；
B．放電時5.6g Fe全部轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₂時，即0.1molFe被氧化，結(jié)合Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂計算；
C．充電時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成NiO₂；
D．充電時陰極發(fā)生Fe（OH）₂+2e^-=Fe+2OH^-，附近溶液的堿性保持增強；
（3）由離子放電順序可知，電解含有0.01molCuSO₄和0.01molNaCl的混合溶液100ml，陽極上氯離子和氫氧根離子放電生成氯氣和氧氣，2Cl^--2e^-=Cl₂↑，陰極上銅離子得電子，以此計算；
（4）由題意可知電解池的電極均為銅電極，電解質(zhì)溶液為濃堿液與NaCl溶液的混合液，陽極生成Cu₂O和水．

解答： 解：（1）根據(jù)原電池在放電時，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，再根據(jù)元素化合價變化，可判斷該電池負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)為Fe被氧化發(fā)生氧化反應(yīng)，正極為NiO₂，被還原發(fā)生還原反應(yīng)，此電池為堿性電池，在書寫電極反應(yīng)和總電池反應(yīng)方程式時不能出現(xiàn)H⁺，故放電時的電極反應(yīng)是：負(fù)極：Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂，正極：NiO₂+2e^-+2H₂O=Ni（OH）₂+2OH^-，
故答案為：A；          
（2）A．放電時生成Fe（OH）₂、（OH）₂，電解質(zhì)溶液顯強堿性，故A錯誤；
B．放電時5.6g Fe全部轉(zhuǎn)化為Fe（OH）₂時，即0.1molFe被氧化，則由Fe-2e^-+2OH^-=Fe（OH）₂可知，外電路中通過了0.2mol電子，故B正確；
C．充電時陽極發(fā)生氧化反應(yīng)生成NiO₂，電極方程式為Ni（OH）₂+2OH^--2e^-═NiO₂+2H₂O，故C正確；
D．充電時陰極發(fā)生Fe（OH）₂+2e^-=Fe+2OH^-，附近溶液的堿性保持增強，故D錯誤．
故答案為：BC；           
（3）電解含有0.01mol CuSO₄和0.01molNaCl的混合溶液100mL，電路中轉(zhuǎn)移了0.02mol e^-，
陽極：2Cl^--2e ^-=Cl₂↑，
0.01mol 0.01mol 0.005mol
     4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，
0.01mol 0.01mol 0.0025mol
陰極：Cu²⁺+2e^-=Cu
0.01mol 0.02mol
所以陽極上生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積=（0.005mol+0.0025mol）×22.4L/mol=0.168L，
陽極氫氧根離子減少0.01mol，則溶液中氫離子增加0.01mol，將電解后的溶液加水稀釋至1L，溶液中氫離子濃度=

0.01mol

1L

=0.01mol/L，溶液PH=2，
故答案為：0.168L；2；                
（4）由題意可知電解池的電極均為銅電極，電解質(zhì)溶液為濃堿液與NaCl溶液的混合液，陽極生成Cu₂O和水，電極方程式為2Cu+2OH^--2e^-=Cu₂O+H₂O，
故答案為：2Cu+2OH^--2e^-=Cu₂O+H₂O．

點評：本題綜合考查原電池、電解池知識，為高考常見題型和高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，本題注意把握原電池的工作原理，易錯點為（3），注意計算方法的體會，難度中等．