Question

【題目】鉛蓄電池是常用的化學(xué)電源，其電極材料分別是Pb和PbO2，電解液為稀硫酸。放電時，該電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。請根據(jù)上述情況判斷：

(1)該蓄電池的負(fù)極材料是_________，放電時發(fā)生_________（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)。

(2)該蓄電池放電時，電解質(zhì)溶液的酸性_________（填“增大”、“減小”或“不變”）。

(3)已知硫酸鉛為不溶于水的白色固體，生成時附著在電極上。試寫出該電池放電時，正極的電極反應(yīng)_______（用離子方程式表示）。

(4)氫氧燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點，其能量密度高于鉛蓄電池。若電解質(zhì)為H2SO4溶液，則氫氧燃料電池的正極反應(yīng)式為______________。

Answer 1

【答案】Pb 氧化 減小 PbO2+2e-+SO42-+4H＋=PbSO4+2H2O O2+4H++4e-=2H2O

【解析】

(1)鉛蓄電池中，負(fù)極上金屬失電子化合價升高；

(2)根據(jù)鉛蓄電池工作時，溶液中c(H+)的變化分析判斷；

(3)工作時，該鉛蓄電池正極上PbO2得電子發(fā)生還原反應(yīng)；

(4)堿性條件下，負(fù)極氫氣失電子生成水，正極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，與溶液中H+結(jié)合形成H2O。

(1)鉛蓄電池中，根據(jù)原電池反應(yīng)中元素化合價變化知，金屬Pb中Pb元素化合價由0價變?yōu)?/span>+2價，失去電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，所以Pb作負(fù)極，放電時發(fā)生氧化反應(yīng)；

(2)鉛蓄電池工作時，負(fù)極的電極反應(yīng)式為Pb-2e-+SO42-=PbSO4，正極的電極反應(yīng)式是：PbO2+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，總反應(yīng)方程式為：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，可見隨著反應(yīng)的發(fā)生，溶液不斷消耗H2SO4，同時反應(yīng)產(chǎn)生H2O，因此溶液的酸性逐漸減弱；

(3)工作時，該鉛蓄電池正極上PbO2得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為PbO2+4H++SO42-=PbSO4+2H2O；

(4)氫氧燃料電池的總反應(yīng)方程式為2H2+O2=2H2O，電解質(zhì)溶液呈酸性，負(fù)極上H2失電子生成H+，則負(fù)極的電極方程式為H2-2e-=2H+；該電池中正極上是O2獲得電子，與溶液中的H+結(jié)合形成水，發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)為：O2+4H++4e-=2H2O。