Question

2．雙隔膜電解池的結(jié)構(gòu)示意簡圖如圖所示，利用鉛蓄電池電解Na₂SO₄溶液可以制取H₂SO₄和NaOH，并得到H₂和O₂，．對該裝置及其原理判斷中，不正確的是（　　）

• A． C₁極電極與鉛蓄電池的Pb電極相接，C₂極與鉛蓄電池的PbO₂電極相接
• B． 當(dāng)C₁極產(chǎn)生標準狀況下11.2 L氣體時，鉛蓄電池的負極增重64g
• C． A溶液為氫氧化鈉溶液，B溶液為硫酸
• D． 該電解反應(yīng)的總方程式可以表示為：2Na₂SO₄+6H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂SO₄+4NaOH+O₂↑+2H₂↑

Answer 1

分析 用鉛蓄電池電解Na₂SO₄溶液可以制取H₂SO₄和NaOH，并得到H₂和O₂，根據(jù)圖知，左側(cè)為陽極時，C₁極為陽極、C₂極為陰極，C₁極上H₂O失電子生成O₂和H⁺，所以e氣體是O₂，得到的溶液是NaOH溶液；
C₂極上H₂O得電子生成H₂和OH^-，所以b氣體是H₂，B溶液是H₂SO₄，
A．陽極與電源正極相連、陰極與電源負極相連；
B．鉛蓄電池負極上Pb失電子和SO₄^2-反應(yīng)生成PbSO₄，負極增加的質(zhì)量為SO₄^2-質(zhì)量，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒計算鉛蓄電池負極增加質(zhì)量；
C．A是NaOH溶液、B為硫酸；
D．電解時陽極上生成O₂和硫酸、陰極上生成H₂和NaOH．

解答 解：用鉛蓄電池電解Na₂SO₄溶液可以制取H₂SO₄和NaOH，并得到H₂和O₂，根據(jù)圖知，左側(cè)為陽極時，C₁極為陽極、C₂極為陰極，C₁極上H₂O失電子生成O₂和H⁺，所以e氣體是O₂，得到的溶液是NaOH溶液；
C₂極上H₂O得電子生成H₂和OH^-，所以b氣體是H₂，B溶液是H₂SO₄，
A．陽極與電源正極相連、陰極與電源負極相連，鉛蓄電池中Pb是負極、PbO₂是正極，C₁極為陽極、C₂極為陰極，所以C₁極電極與鉛蓄電池的Pb電極相接，C₂極與鉛蓄電池的PbO₂電極相接，故A正確；
B．鉛蓄電池負極上Pb失電子和SO₄^2-反應(yīng)生成PbSO₄，負極增加的質(zhì)量為SO₄^2-質(zhì)量，
當(dāng)C₁極產(chǎn)生標準狀況下11.2 L氣體時，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$×4=2mol，負極反應(yīng)式為Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子守恒得參加反應(yīng)的n（SO₄^2-）=$\frac{2mol}{2}×1$=1mol，則負極增加的質(zhì)量m（SO₄^2-）=1mol×96g/mol=96g，故B錯誤；
C．通過以上分析知，A是NaOH溶液、B為硫酸，故C正確；
D．電解時陽極上生成O₂和硫酸、陰極上生成H₂和NaOH，所以電池反應(yīng)式為2Na₂SO₄+6H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂SO₄+4NaOH+O₂↑+2H₂↑，故D正確；
故選B．

點評 本題考查原電池和電解池原理，為高頻考點，明確電解池中各個電極上發(fā)生的反應(yīng)、生成氣體成分及溶液成分是解本題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生分析計算能力，易錯選項是B，注意Pb電極放電過程中增加質(zhì)量為硫酸根離子質(zhì)量，題目難度不大．