(14分)铅蓄电池是可充电型电池,它的正负极极板是惰性材料,电池总反应式为:
Pb+PbO2+4H++2SO2PbSO4+2H2O
请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原):
(1) 该蓄电池放电工作时的负极材料是 ,用其电解氯化钠溶液,当阳极上收集到11.2L氯气时(标况下),理论上负极板的质量增加 g。
充电时,上图中A极应接直流电源的 (填“正极”或“负极”)。充电时A极的电极反应式是 ;
(2) MnO2的生产方法之一是以石墨为电极,电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式 。现以铅蓄电池为电源电解,当蓄电池中有0.4mol H+被消耗时,则电路中通过的电子的物质的量为 ,MnO2的理论产量为 g。
(1)铅 48, 正 PbSO4+2H2O-2e-= PbO2+4H++SO42- (2)2H++2e-=H2 0.2mol 8.7
题目分析:(1)根据电池的总反应可知,铅蓄电池放电时的负极发生氧化反应,所以负极材料为Pb,发生的电极反应为Pb-2e-+SO42-=PbSO4,因此负极增加的质量为SO42-的质量,用该电池电解氯化钠溶液时,当阳极上收集11.2L氯气时,转移1mol电子,所以负极增加48g。充电时,A极应发生氧化反应,所以与电源正极相连,电极反应为PbSO4+2H2O-2e-= PbO2+4H++SO42-。
(2)电解酸化的MnSO4溶液,阴极发生还原反应,电极反应为2H++2e-=H2。根据铅蓄电池的总反应可知,1molH2SO4参加反应转移1mol电子,所以0.4mol H+被消耗时,转移0.2mol 电子,生成MnO20.1mol,质量为8.7g。
点评:在原电池中较活泼的金属作负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极上,所以溶液中的阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。正极得到电子,发生还原反应,据此可以进行有关的判断。电解中最关键的是准确判断出电极上离子的放电顺序。在判断电解产物时,首先判断阳极电极材料。如果是活性电极,则电极本身失去电子。如果是惰性电极,则溶液中的阴离子失去电子。而阴极是溶液中的阳离子得到电子,所以需要熟练记住常见离子的放电顺序。