Question

【題目】鉛蓄電池是常用的化學電源，其電極材料分別是Pb和PbO2，電解液為稀硫酸。放電時，該電池總反應式為：Pb＋PbO2＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。請根據上述情況判斷：

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

（2）該蓄電池放電時，電解質溶液的酸性_________（填“增大”、“減小”或“不變”），電解質溶液中陰離子移向_________（填“正”或“負”）極。

（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_______________________________________（用離子方程式表示）。

（4）氫氧燃料電池具有啟動快、效率高等優點，其能量密度高于鉛蓄電池。若電解質為KOH溶液，則氫氧燃料電池的負極反應式為____________________。該電池工作時，外電路每流過1×103 mol e－，消耗標況下氧氣_________m3。

Answer 1

【答案】Pb氧化減小負PbO2＋2 e－＋SO42-＋4H＋＝PbSO4＋2H2OH2－2e－＋2OH－＝2H2O5.6

【解析】

（1）鉛蓄電池中，根據原電池反應式中元素化合價變化知，Pb中Pb元素化合價由0價變為+2價，被氧化發生氧化反應，所以Pb作負極，故答案為：Pb；氧化；

（2）鉛蓄電池工作時，硫酸參加反應生成硫酸鉛同時生成水，導致硫酸濃度降低、酸性減小，原電池放電時陰離子向負極移動，故答案為：減小；負；

（3）工作時，該鉛蓄電池正極上PbO2得電子發生還原反應，電極反應為PbO2+SO42-+2e-+4H+═PbSO4+2H2O，答案為：PbO2+SO42-+2e-+4H+═PbSO4+2H2O；
（4）燃料與氧氣燃燒的總化學方程式為2H2+O2=2H2O，電解質溶液呈堿性，負極上氫氣失電子生成水，則負極的電極方程式為2H2+4OH--4e-=4H2O；該電池中正極上是氧氣發生得電子的還原反應，其電極反應為：O2+2H2O+4e-=4OH-，則外電路每流過1×103mol e-，消耗氧氣為1×103mol÷4=250mol，所以氧氣的體積為250mol×22.4L/mol=5.6×103L=5.6m3；故答案為：2H2+4OH-=4H2O+4e-；O2+2H2O+4e-=4OH-；5.6。