铅蓄电池属于二次电池,其电极材料分别是Pb和PbO2,电解质溶液为一定浓度的硫酸,工作时,该电池的总反应为PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O;PbSO4不溶.
(1)该蓄电池工作时负极的电极反应式为______
(2)将质量相等的铁棒和石墨棒分别插入CuSO4溶液中,铁棒接该蓄电池Pb极,石墨棒接该蓄电池PbO2极,一段时间后测得铁棒比石墨棒增加了3.2克,则CuSO4溶液质量______(增加、减少)______克;如果要求将CuSO4溶液恢复成与开始时完全相同,则可以加入下列物质中的______
A.CuSO4溶液 B.CuCO3固体 C.CuO固体 D.Cu(OH)2固体
E.Cu固体 F. Cu2(OH)2CO3固体
(3)若用该蓄电池作电源(都用惰性材料做电极)电解400克饱和食盐水,如果电池内硫酸的体积为5升,当其浓度从1.5mol/L降至1.3mol/L时,计算剩余溶液中氯化钠的质量分数(该温度下氯化钠的溶解度为32克).
(1)原电池工作时,负极上失电子发生氧化反应,该反应中Pb失去电子发生氧化反应,所以电极反应式为PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,
故答案为:Pb-2e-+SO42-=PbSO4;
(2)将质量相等的铁棒和石墨棒分别插入CuSO4溶液中,铁棒接该蓄电池Pb极,石墨棒接该蓄电池PbO2,所以铁棒为阴极,石墨棒为阳极,阳极上失电子发生氧化反应,阴极上得电子发生还原反应,电解CuSO4溶液时,阴极上铜离子得电子生成铜,阳极上失电子析出氧气,所以溶液中析出的物质是氧化铜,要使溶液恢复到原来状态,可向溶液中加入氧化铜;碳酸铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水、二氧化碳,实际上溶液增加的量相当于氧化铜,所以要使溶液恢复到原来的状态,可向溶液中加入氧化铜或碳酸铜故选BC.
设电解时,当生成3.2g铜时,生成氧气的质量为xg.
电解时,电池反应式
2CuSO4+2H2O=2Cu+O2↑+2H2SO4
2×64g 32g
3.2g xg
x=0.8,
所以溶液中析出的物质的质量为3.2g+0.8g=4g,
故答案为:减少;4;BC;
(3)当氢离子的浓度从1.5mol/L降至1.3mol/L时,转移的电子的物质的量为5L×(1.5mol/L-1.3mol/L)=1mol,
根据方程式计算减少的氯化钠的质量和溶液减少的质量;
2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑ 转移电子 电解 .
117g 71g 2g 2mol
58.5g 35.5g 1g 1mol
所以当转移1mol电子时,氯化钠的质量减少58.5g,溶液析出氯气35.5g,析出氢气1g,即溶液的质量减少35.5g+1g=36.5g,
所以剩余溶液中氯化钠的质量分数=
×100%=10.6%.(
×400-58.5)g32 132 (400-36.5)g
答:剩余溶液中氯化钠的质量分数为10.6%.