Question

鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負(fù)極格板是惰性材料，電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-2PbSO₄+2H₂O回答下列問(wèn)題（不考慮氫、氧的氧化還原）
（1）放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是

 

，電解液中H₂SO₄的濃度將變

 

，當(dāng)外電路通過(guò)1mol電子時(shí)，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加

 

g．
（2）在完全放電耗盡PbO₂和Pb時(shí)，若按右圖連接，電解一段時(shí)間后，則在A電極上生成

 

，B電極上生成

 

，此時(shí)鉛蓄電池的正負(fù)極的極性將

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：

分析：（1）電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-

放電

充電

2PbSO₄+2H₂O，寫出電極反應(yīng)為：負(fù)極電解反應(yīng)：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正極電極反應(yīng)：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，依據(jù)電解反應(yīng)和電池原理分析判斷；
（2）裝置中使電解裝置，電極上是析出的硫酸鉛，所以是鉛蓄電池的充電過(guò)程，依據(jù)電解原理分析．

解答： 解：（1）電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-

放電

充電

2PbSO₄+2H₂O，放電時(shí)，負(fù)極電極反應(yīng)為Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正極電極反應(yīng)為PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，由方程式可知反應(yīng)消耗硫酸，則電解液中H₂SO₄的濃度將減少；當(dāng)外電路通過(guò)1mol電子時(shí)，依據(jù)電子守恒計(jì)算理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加0.5mol×303g/mol-0.5mol×207g/mol=48g；
故答案為：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；小；48；
（2）在完全放電耗盡PbO₂和Pb時(shí)，電極上是析出的PbSO₄，若按題右圖連接B為陽(yáng)極應(yīng)是失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，A為陰極是得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，實(shí)質(zhì)是電解反應(yīng)，B電極上發(fā)生反應(yīng)為：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-，A電極發(fā)生反應(yīng)為：PbSO₄=Pb-2e^-+SO₄^2-，所以A電極上生成Pb；B極生成PbO₂，此時(shí)鉛蓄電池的正負(fù)極的極性將對(duì)換，
故答案為：Pb； PbO₂；對(duì)換．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池原理，會(huì)根據(jù)電池反應(yīng)式及元素化合價(jià)變化書(shū)寫正負(fù)極電極反應(yīng)式，再結(jié)合各個(gè)物理量之間的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算，注意：負(fù)極上生成難溶性的硫酸鉛導(dǎo)致負(fù)極質(zhì)量增加，題目難度不大．