光速求救：高中化学

Question

实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气，已知铅蓄电池放电时发生如下反应：
负极：Pb+PbSO4+2e-
正极:PbO2+4H+++2e-PbSO4+2H2O
又知电解饱和食盐水时：2Cl--2e-Cl2↑
今若制得0.05 mol Cl2，这时电池内部消耗H2SO4的物质的量至少是( )
A.0.025 mol B.0.05 mol C.0.10 mol D.0.20 mol
C
解析：由电子守恒可知，制得0.05 mol Cl2时，需转移的电子物质的量为0.1 mol，由正极反应知消耗0.2 mol H+，故消耗H2SO4为0.1 mol。
为什么由正极的H+推知H2SO4，而不用SO42-推知H2SO4的物质的量？

Answer 1

铅酸蓄电池放电化学反应的原理方程式如下：

　　正极：　PbO2 + 2e- + SO4 2- + 4H+ == PbSO4 + 2H2O

　　负极：　Pb -2e + SO4 2- == PbSO4

　　总反应：　PbO2 + 2 H2SO4 + Pb == 2 PbSO4 + 2H2O（正向放电，逆向充电）

电解饱和食盐水方程式：

2NaCl+2H2O===电解====2NaOH+H2↑+Cl2↑

解此题运用的原理是，电荷守恒。
首先，产生 0.05 mol Cl2 失0.05×2= 0.1mol 电子

电池内部，Pb失2电子，由0价变为+2价，Pb4+ 得2电子，变为+2价。
故，0.1mol电子需要消耗0.05mol Pb，也就是0.1mol H2SO4 （由反应总方程式得到）
PbO2 + 2 H2SO4 + Pb == 2 PbSO4 + 2H2O
0.05 0.1 0.05

此题电子变化与H+和SO42-并无关系，用H+或者SO42-计算均可。
考察重点是电荷守恒。可以直接根据反应总方程式计算得到。

Answer 2

楼主看来真是好学生，能够想到这一点已经不错了，不过你问的问题确实有点超过初中生所能理解的，你可以下课后问下你们的老师或者相关的专业人士进行咨询，在此，祝你学习进步，天天向上哦。如若还不能解决您的问题，可以继续追问，自当尽力帮您解决。