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（2012?河西區(qū)二模）某儲能電池的原理如下圖所示．其溶液中c（H+）=2.0mol/L，陰離子為SO42ˉ，a、b為惰性電極，充電過程中左槽溶液顏色由藍色變?yōu)辄S色．
請按要求回答下列問題：
（1）充電時，a極接電源（填“正”或“負”）
正
正
極：
此電極反應式為
VO2+-eˉ十H2O=VO2++2H+
VO2+-eˉ十H2O=VO2++2H+
．
（2）當右槽溶液顏色由紫色變?yōu)榫G色時，電池中能量變化形式為
化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/div>
化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/div>，
此時b電極反應式為
V2+-eˉ=V3+
V2+-eˉ=V3+
．
（3）常溫下，當該電池電路中有0.1mol eˉ轉(zhuǎn)移用于電解10L飽和食鹽水時，可得到V（Cl2）
1.12
1.12
L（標準狀況下）：
此時電池中消耗n（H+）=
0.2
0.2
mol；
電解后的食鹽水溶液（假設電解前后溶液的體積不變）的pH=
12
12
．
分析：（1）a、b為惰性電極，充電過程中左槽溶液顏色由藍色變?yōu)辄S色，說明左槽失電子發(fā)生氧化反應，則左槽a極為電解池陽極，b極為電解池陰極，據(jù)此判斷a極連接電源的哪個電極；
（2）當右槽溶液顏色由紫色變?yōu)榫G色時，b電極上失電子發(fā)生氧化反應，據(jù)此判斷能量變化；
（3）根據(jù)氯氣和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算生成氯氣的體積，根據(jù)原子守恒計算消耗氫離子的物質(zhì)的量，根據(jù)氫氧化鈉和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計算生成氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度，從而計算溶液的pH．
解答：解：（1）a、b為惰性電極，充電過程中左槽溶液顏色由藍色變?yōu)辄S色，說明左槽失電子發(fā)生氧化反應，則a極為電解池陽極，所以a極連接電源正極，陽極VO2+失電子和水反應生成VO2+和氫離子，所以陽極上電極反應式為：VO2+-eˉ十H2O=VO2++2H+，
故答案為：正；VO2+-eˉ十H2O=VO2++2H+；
（2）當右槽溶液顏色由紫色變?yōu)榫G色時，b電極上失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為：V2+-eˉ=V3+，所以電池中的能量變化形式為：化學能變?yōu)槎寄埽?br />故答案為：化學能變?yōu)殡娔�；V2+-eˉ=V3+；
（3）2NaCl+2H2O
 電解 
.
 
2NaOH+Cl2↑+H2↑，根據(jù)方程式知，當轉(zhuǎn)移0.1mol電子時生成氯氣的體積=
0.1mol×22.4L
2mol
=11.2L，
放電過程為原電池，正極消耗H+，電極反應式為VO2++2H++eˉ=VO2+十H2O，故轉(zhuǎn)移0.1mol電子時，電池中消耗n（H+）=0.1mol×2=0.2mol，
根據(jù)方程式知，生成n（NaOH）=2n（H2）=0.1mol，故c（NaOH）=
0.1mol
10L
=0.01mol/L，故溶液pH=-lg
10-14
10-2
=12，
故答案為：1.12；0.2；12．
點評：本題考查電解池原理及計算、pH有關(guān)計算等，難度中等，注意（3）中電池消耗氫離子計算為易錯點，容易計算電解消耗的氫離子．
練習冊系列答案
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