Question

4．用鉛蓄電池電解甲、乙電解池中的溶液．已知鉛蓄電池的總反應為：
Pb（s）+PbO₂（s）+2H₂SO₄（aq）$?_{放電}^{充電}$2PbSO₄（s）+2H₂O（l）
電解一段時間后向c極和d極附近分別滴加酚酞試劑，c極附近溶液變紅，下列說法正確的是（　　）

• A． d極為陰極
• B． 放電時鉛蓄電池負極的電極反應式為：PbO₂（s）+4H⁺（aq）+SO₄^2-（aq）+4e^-═PbSO₄（s）+2H₂O（l）
• C． 若利用甲池精煉銅，b極應為粗銅
• D． 若四個電極材料均為石墨，當析出6.4gCu時，兩池中共產生氣體3.36L（標準狀況下）

Answer 1

分析 原電池放電時，正極發(fā)生還原反應，電極反應是PbO₂+4H⁺+SO₄^2--2e^-=2H₂O+PbSO₄，負極為Pb+SO₄^2--2e^-=PbSO₄，在充電時，陰極發(fā)生的反應是PbSO₄+2e^-=Pb+SO₄^2-，陽極反應為PbSO₄-2e^-+2H₂O=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺；
電解一段時間后，c極和d極附近分別滴加酚酞試劑，c極附近溶液變紅，則c是陰極、d是陽極，a是陰極、b是陽極，據此分析解答．

解答 解：原電池放電時，正極發(fā)生還原反應，電極反應是PbO₂+4H⁺+SO₄^2--2e^-=2H₂O+PbSO₄，負極為Pb+SO₄^2--2e^-=PbSO₄，在充電時，陰極發(fā)生的反應是PbSO₄+2e^-=Pb+SO₄^2-，陽極反應為PbSO₄-2e^-+2H₂O=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺；
電解一段時間后，c極和d極附近分別滴加酚酞試劑，c極附近溶液變紅，則c是陰極、d是陽極，a是陰極、b是陽極，
A．通過以上分析知，c是陰極、d是陽極，故A錯誤；
B．放電時，正極反應式為PbO₂+4H⁺+SO₄^2--2e^-=2H₂O+PbSO₄，負極為Pb+SO₄^2--2e^-=PbSO₄，故B錯誤；
C．電解精煉粗銅時，粗銅為陽極，所以為b電極，故C正確；
D．電解析出6.4gCu，其物質的量是6.4g÷64g/mol=0.1mol，轉移0.2mol電子，c電極上生成0.1mol氫氣、d電極上生成0.05mol氧氣，b電極上析出0.1mol氯氣，所以生成氣體體積=（0.1+0.05+0.1）mol×22.4L/mol=5.6L，故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查原電池和電解池原理，明確離子放電順序是解本題關鍵，難點是電極反應式的書寫，注意D中采用轉移電子守恒進行計算，題目難度中等．