Question

已知蓄电池在放电时起原电池的作用，充电时起电解池的作用。铅蓄电池发生反应的化学方程式可表示为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄2PbSO₄+2H₂O

（1）写出放电时负极上发生反应的化学方程式_____________________________。

（2）当蓄电池作为电源电解CuSO₄溶液生成1.6 g Cu时，蓄电池内消耗H₂SO₄____________mol。

（3）给蓄电池充电时，若要使3.03 g PbSO₄转变为Pb和PbO₂，需要____________ mol的电荷量。

Answer 1

解析：此题涉及蓄电池的电化学原理，电解CuSO₄溶液的反应原理，电极反应和有关电池、电解反应的计算等知识点。考查学生的分析能力、计算能力以及思维的严密性和整体性。

解题的关键在于：①弄清蓄电池以及电解CuSO₄溶液的反应原理；②把握住电池反应与电解反应中转移的电子数相等这一恒等关系。

（1）蓄电池放电时，发生原电池反应

负极上的反应是Pb－2e^－+SO====PbSO₄

（2）由电池反应有：2e^－～2H₂SO₄的关系；又由电解反应2CuSO₄+2H₂O2Cu↓+2H₂SO₄+O₂↑，有4e^－～2Cu的关系。可得2H₂SO₄～Cu～2e^－的关系，电解CuSO₄溶液生成的Cu的物质的量为=0.025 mol。

故蓄电池中消耗H₂SO₄的物质的量为2×0.025 mol=0.05 mol。

（3）蓄电池充电时发生电解反应有2e^－～Pb～PbO₂～2PbSO₄的关系，即有e^－～PbSO₄的关系。

3.03 g PbSO₄的物质的量为3.03 g/303 g·mol^－1=0.01 mol，转变为Pb和PbO₂需转移e^－的量为0.01 mol。

答案：（1）Pb－2e^－+SO====PbSO₄  （2）0.05 mol  （3）0.01 mol