Question

（12分）蓄電池是一種可以反復(fù)充電、放電的裝置。有一種蓄電池在充電和放電時發(fā)生的反應(yīng)是：NiO₂ + Fe + 2H₂OFe(OH)₂ + Ni(OH)₂。
（1）若此蓄電池放電時，該電池某一電極發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)是      （填序號）。

A．NiO2

B．Fe

C．Fe(OH)2

D．Ni(OH)2

（2）該電池放電時，正極附近溶液的PH     （填增大、減小、不變）
（3）充電時該電池陽極的電極反應(yīng)式           
（4）用此蓄電池分別電解以下兩種溶液，假如電路中轉(zhuǎn)移了0.02 mole^-，且電解池的電極均為惰性電極，試回答下列問題。
①電解M(NO₃)_x溶液時某一電極增加了g M，則金屬M的相對原子質(zhì)量為                                        （用含“、x”的表達式表示）。             
②電解含有0.01 mol CuSO₄和0.01 mol NaCl的混合溶液100mL，陽極產(chǎn)生的氣體在標準狀況下的體積是        ；將電解后的溶液加水稀釋至1L，此時溶液的PH=        。

Answer 1

（1） A    (2) 增大 （3） Ni(OH)₂ -2e + 2OH^- ="=" NiO₂ + 2H₂O
(4)  50xa     168ml  (無單位不給分）   2

試題分析：（1）得到電子，化合價較低的反應(yīng)是還原反應(yīng)，原電池中正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，負極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以根據(jù)總的反應(yīng)式可知，鐵是負極，氧化鎳是正極，答案選A。
（2）正極是氧化鎳得到電子，生成氫氧化鎳，電極反應(yīng)式是NiO₂ + 2H₂O -2e^－＝Ni(OH)₂ + 2OH^-，所以該電池放電時，正極附近溶液的PH增大。
（3）充電相當于放電的逆反應(yīng)，所以陽極電極反應(yīng)式就是原電池中正極反應(yīng)式的逆反應(yīng)，即Ni(OH)₂ -2e + 2OH^- ="=" NiO₂ + 2H₂O。
（4）①根據(jù)硝酸鹽的化學(xué)式可知，M的化合價是＋x價，失去0.02mol電子，所以M的相對原子質(zhì)量是ax÷0.02＝50ax。
②陽極首先是氯離子放電生成氯氣，然后是OH^－放電生成氧氣。氯離子的物質(zhì)的量是0.01mol，失去0.01mol電子，所以O(shè)H^－失去電子的物質(zhì)的量是0.02mol－0.01mol＝0.01mol，因此氯氣是0.005mol、氧氣是0.0025mol，在標準狀況下的體積是0.0075mol×22.4L/mol＝0.168L。陰極銅離子放電，失去0.01mol×2＝0.02mol電子，所以此時溶液中的氫離子不放電，因此反應(yīng)中生成的氫離子的物質(zhì)的量就是電解硫酸銅溶液時生成的氫離子，物質(zhì)的量是0.01mol，濃度是0.01mol÷1L＝0.01mol/L，pH＝2。
點評：在進行電化學(xué)的有關(guān)計算時，必須準確判斷出電極產(chǎn)物，這主要是依據(jù)離子的放電順序進行判斷。最后還需要通過電子的得失守恒進行計算。