Question

3．鉛、二氧化鉛、氟硼酸（HBF₄）電池是一種低溫性能優(yōu)良的電池，常用于軍事和國防工業(yè)，其總反應(yīng)方程式為Pb+PbO₂+4HBF₄$?_{充電}^{放電}$2Pb（BF₄）₂+2H₂O[已知：HBF₄、Pb（BF₄）₂均是易溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)]．下列說法中正確的是（　�。�

• A． 放電時(shí)，負(fù)極質(zhì)量增加
• B． 放電時(shí)，溶液中的BF₄^-向正極移動(dòng)
• C． 充電時(shí)，陽極附近溶液的酸性增強(qiáng)
• D． 充電時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為Pb²⁺-2e^-═Pb

Answer 1

分析 原電池的總反應(yīng)為：Pb+PbO₂+4HBF₄$?_{充電}^{放電}$2Pb（BF₄）₂+2H₂O，故放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：Pb-2e^-=Pb²⁺；正極反應(yīng)：PbO₂+2e^-+4H⁺=Pb²⁺+2H₂O，陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極；充電時(shí)，陰極反應(yīng)：Pb²⁺+2e^-=Pb，陽極反應(yīng)：Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺，陰離子移向陽極，陽離子移向陰極．據(jù)此分析．

解答 解：原電池的總反應(yīng)為：Pb+PbO₂+4HBF₄$?_{充電}^{放電}$2Pb（BF₄）₂+2H₂O，故放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：Pb-2e^-=Pb²⁺；正極反應(yīng)：PbO₂+2e^-+4H⁺=Pb²⁺+2H₂O，陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極；充電時(shí)，陰極反應(yīng)：Pb²⁺+2e^-=Pb，陽極反應(yīng)：Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺，陰離子移向陽極，陽離子移向陰極．
A、放電時(shí)，此裝置為原電池，放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：Pb-2e^-=Pb²⁺，負(fù)極的質(zhì)量減小，故A錯(cuò)誤；
B、放電時(shí)，此裝置為原電池，陰離子BF₄^-要向負(fù)極移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C、充電時(shí)，陽極反應(yīng)：Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺，產(chǎn)生大量氫離子，故陽極附近溶液的酸性增強(qiáng)，故C正確；
D、充電時(shí)的陰極反應(yīng)即是將放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)倒過來，故陰極反應(yīng)為：Pb²⁺+2e^-=Pb，故D錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了原電池和電解池中電極反應(yīng)式的書寫和離子移動(dòng)方向的判斷，應(yīng)注意的是在原電池中，陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極；在電解池中，陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，題目難度中等．