Question

【題目】(1)某鉛蓄電池的正、負極標記被磨損，試用如圖裝置設計實驗，識別出此鉛蓄電池的正、負極。

①若A接E，B接F，而B電極出現____________現象，電極反應式為_______________，則說明F為正極。

②鉛蓄電池工作時(放電)，其E所在電極的電極反應式為 ________，充電時該極與外接電源的________極相連。

③若有0.2 mol電子發生轉移，則正極消耗的PbO2的物質的量是________。

(2)利用甲醇(CH3OH)、氧氣組成燃料電池，電解質溶液為堿性，電池工作時，其負極反應式為________________________________________________________________________

(3)一種基于酸性燃料電池原理設計的酒精檢測儀，負極上的反應為CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋，正極的反應式：_____________________________；電池反應的總方程式為____________________________________

Answer 1

【答案】 黃綠色氣體 2Cl－－2e－===Cl2↑ Pb＋SO－2e－===PbSO4 負 0.1 mol CH3OH＋8OH－－6e－===CO＋6H2O O2＋4H＋＋4e－===2H2O CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O

【解析】分析：（1）①與原電池正極相連的為電解池的陽極，氯離子在陽極失電子，生成氯氣；

②鉛蓄電池工作時負極為Pb失電子；充電時蓄電池的負極與外接電源的負極相連；

③根據正極反應式結合元素化合價變化計算；

（2）堿性條件下，負極上甲醇失電子生成碳酸根離子；

（3）酸性燃料電池中氧氣在正極得電子生成水，根據正極和負極的電極反應式書寫總反應。

詳解：（1）①與原電池正極相連的為電解池的陽極，所以B為陽極，氯離子在陽極失電子，生成氯氣，即在B電極出現黃綠色氣體，其電極反應式為2Cl－－2e－=Cl2↑；

②E為負極，鉛蓄電池工作時負極為Pb失電子，則其電極反應式為：Pb＋SO42－－2e－=PbSO4；充電時蓄電池的負極與外接電源的負極相連；

③正極上PbO2→PbSO4，Pb元素從+4降低到+2，轉移2個電子，所以若有0.2mol電子發生轉移，則正極消耗的PbO2的物質的量是0.1mol；

（2）堿性條件下，負極上甲醇失電子生成碳酸根離子，則其電極反應式為：CH3OH＋8OH－－6e－=CO32－＋6H2O；

（3）酸性燃料電池中氧氣在正極得電子生成水，其電極反應式為：O2＋4H＋＋4e－=2H2O，正極的電極反應式與和負極的電極反應式相加即是總反應，所以電池反應的總方程式為：CH3CH2OH＋O2=CH3COOH＋H2O。