Question

【題目】人們應(yīng)用原電池原理制作了多種電池，以滿足不同的需要，廣泛使用于日常生活、生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)等方面，請根據(jù)題中提供的信息，填寫空格。

(1)鉛蓄電池在放電時發(fā)生的電池反應(yīng)式為：Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。正極電極反應(yīng)為__________。

(2)某學(xué)習(xí)小組依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag++Cu===Cu2++2Ag設(shè)計成原電池，則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為 ________，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一段時間后取出電極材料，測得某一電極增重了5.4g，則該原電池反應(yīng)共轉(zhuǎn)移了的電子數(shù)目是_________。

(3)燃料電池是一種高效、環(huán)境友好的供電裝置，如下圖是電解質(zhì)為稀硫酸溶液的氫氧燃料電池原理示意圖，回答下列問題：

①該電池的正極反應(yīng)式__________________________。

②若該電池的效率80%，當(dāng)外電路通過0.2mo1電子時，消耗O2的體積____L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

Answer 1

【答案】PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O Cu-2e=Cu2+ 0.05NA O2+4e-+4H+=2H2O 1.4

【解析】

（1）根據(jù)鉛蓄電池中正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成硫酸鉛，寫出電極方程式；

（2）根據(jù)總反應(yīng)可知銅發(fā)生氧化反應(yīng)，則銅失電子作原電池的負(fù)極；Ag為原電池的正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)電極反應(yīng)式計算轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目；

（3）氫氧燃料電池中，通入氧氣的一極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)；根據(jù)原電池中得失電子數(shù)目相等進(jìn)行計算。

（1）鉛蓄電池的電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O，依據(jù)反應(yīng)的總電池反應(yīng)，反應(yīng)中PbO2中元素化合價降低的是在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成硫酸鉛，電極反應(yīng)為：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O；故答案為：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O。

（2）在2Ag++Cu═Cu2++2Ag反應(yīng)中，銅的化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，則銅失電子作原電池的負(fù)極，電極反應(yīng)為Cu-2e-═Cu2+；原電池工作時，負(fù)極銅失去電子被氧化生成銅離子，銅的質(zhì)量逐漸減少，溶液中的銀離子在正極銀得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成銀，所以正極增重的質(zhì)量就是析出銀的質(zhì)量，當(dāng)銀電極質(zhì)量增加5.4g時，n（Ag）=5.4g÷108g/mol =0.05mol，根據(jù)電極反應(yīng)Ag++e-=Ag，可知原電池反應(yīng)共轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為0.05NA，故答案為：Cu-2e-═Cu2+；0.05NA。

（3）①氫氧燃料電池中，通入氧氣的一極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，該電池的正極方程式為：O2+4e-+4H+=2H2O；故答案為：O2+4e-+4H+=2H2O。

②設(shè)參加反應(yīng)的氧氣的體積為VL（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則×80%×4mol=0.2mol，解得V=1.4L，故答案為：1.4。