Question

7．如圖所示是用鉛蓄電池為電源，模擬氯堿工業(yè)中電解飽和食鹽水的裝置圖（C、D均為石墨電極）．已知鉛蓄電池在放電時發(fā)生下列電極反應．

負極：Pb+SO₄^2--2e^-═PbSO₄
正極：PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-=PbSO₄+2H₂O
（1）若在電解池中C極一側滴2滴酚酞試液、電解一段時間后，未呈紅色，說明該鉛蓄電池的A極為正極
（2）用鉛蓄電池電解2L飽和食鹽水（食鹽水足量，密度為1.15g/cm³）時：
①若收集到11.2L（標準狀況下）氯氣，則至少轉移電子1mol．
②若該電池消耗0.02molH₂SO₄，則可收集到H2的體積為0.224（標準狀況下）L．電解后除去隔膜，所得溶液在常溫下的pH為12（假定氯氣全部排出，電解過程中溶液體積的變化忽略不計）．

Answer 1

分析 （1）電解池中C極一側滴2滴酚酞試液、電解一段時間后，未呈紅色說明C電極為陽極，電源A為正極；
（2）①依據電解氯化鈉生成氯氣電極反應計算轉移電子物質的量；
②依據鉛蓄電池和電解池中電子轉移守恒計算生成氫氣的物質的量及體積；根據反應2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑計算出反應后氫氧化鈉溶液的濃度及溶液的pH．

解答 解：（1）電解池中C極一側滴2滴酚酞試液、電解一段時間后，未呈紅色說明C電極為陽極，D為陰極，電源A為正極，
故答案為：正極；
（2）①電解飽和食鹽水生成氯氣的電極反應為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，收集到11.2L（標準狀況下）氯氣物質的量為：$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，轉移電子物質的量為：0.5mol×2=1mol，
故答案為：1；
②蓄電池消耗H₂SO₄ 0.02mol，依據電極反應PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-=PbSO₄+2H₂O，消耗0.02mol硫酸電子轉移0.02mol，電解食鹽水陰極電極反應為2H⁺+2e^-=H₂↑，則轉移0.02mol電子生成氫氣的物質的量為0.01mol，標準狀況體積為：22.4L/mol×0.01mol=0.224；
根據反應2NaCl+2H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2NaOH+Cl₂↑+H₂↑可知生成0.01mol氫氣時會同時生成0.02molNaOH，氫氧根離子的濃度為：$\frac{0.02mol}{2L}$=0.01mol/L，則所得溶液的pH=12，
故答案為：0.224L；12．

點評 本題考查了原電池、電解池工作原理，題目難度中等，注意掌握電解池和原電池工作原理，明確電極反應的書寫方法及電子守恒在化學計算中的應用方法，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及靈活應用能力．