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+2H2SO42PbSO4+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”）。

(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H2SO4溶液，則氫氧燃料電池的正極反應式為______________。

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，負極上金屬失電子化合價升高；

(2)根據鉛蓄電池工作時，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得電子發生還原反應；

(4)堿性條件下，負極氫氣失電子生成水，正極氧氣得電子發生還原反應，與溶液中H+結合形成H2O。

(1)鉛蓄電池中，根據原電池反應中元素化合價變化知，金屬Pb中Pb元素化合價由0價變為+2價，失去電子，被氧化，發生氧化反應，所以Pb作負極，放電時發生氧化反應；

(2)鉛蓄電池工作時，負極的電極反應式為Pb-2e-+SO42-=PbSO4，正極的電極反應式是：PbO2+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，總反應方程式為：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，可見隨著反應的發生，溶液不斷消耗H2SO4，同時反應產生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得電子發生還原反應，電極反應為PbO2+4H++SO42-=PbSO4+2H2O；

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