已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,现用如图装置进行电解(电解液足量),测得当 铅蓄电池中转移0.4 mol电子时铁电极的质量减少11.2 g。请回答 下列问题。
(1)A是铅蓄电池的 极,铅蓄电池正极反应式为 ,放电过程中电解液的密度 (填“减小”、“增大”或“不变”)。
(2)Ag电极的电极反应式是 ,该电极的电极产物共 g。
(3)Cu电极的电极反应式是 ,CuSO4溶液的浓度 (填“减小”、“增大”或“不变”)
(4)如图表示电解进行过程中某个量(纵坐标x)随时间的变化曲线,则x表示 。
a.各U形管中产生的气体的体积
b.各U形管中阳极质量的减少量
c.各U形管中阴极质量的增加量
(1)负 PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O 减小
(2)2H++2e-=H2↑ 0.4
(3)Cu-2e-=Cu2+ 不变
(4)b
根据在电解过程中铁电极质量的减少可判断A是电源的负极,B是电源的正极,电解时Ag极作阴极,电极反应式为2H++2e-=H2↑,Fe作阳极,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,左侧U形管中总反应式为Fe+2H+=Fe2++H2↑。右侧U形管相当于电镀装置,Zn电极作阴极,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,铜电极作阳极,电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,电镀过程中CuSO4溶液的浓度保持不变,根据上述分析可得答案。