题目内容
【题目】化学电源在生产生活中有着广泛的应用，请回答下列问题：
（1）电动汽车上用的铅蓄电池是以一组充满海绵状态铜的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成，用H2SO4作电解液。放电时总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。
①写出放电时负极的电极反应式：__。
②铅蓄电池放电时，溶液的pH将_（填增大、减小或不变）；当外电路上有0.5mol电子通过时，溶液中消耗H2SO4的物质的量为__。
（2）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。如图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。其正极反应方程式为___；若将负极材料改为CH4，写出其负极反应方程式__。
（3）法国格勒诺布尔(Grenoble)约瑟夫﹒傅立叶大学的研究小组发明了第一块可植入人体为人造器官提供电能的葡萄糖生物燃料电池，其基本原理是葡萄糖和氧气在人体中酶(蛋白质)的作用下发生反应：C6H12O6+6O2
6CO2+6H2O(酸性环境)。下列有关该电池的说法正确的是__。
A．该生物燃料电池不能在高温下工作
B．该电池负极的电极反应式为：C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H＋
C．消耗1mol氧气时转移4mol电子，H+向负极移动
D．提高葡萄糖生物燃料电池的效率，可使其在将来为更多可植入医疗设备提供电能
（4）1958年世界上第一个心脏起搏器在瑞典植入人体成功，使用寿命长达10年之久。这种能源起搏器中安装寿命最长、可靠性最高的锂—碳电池，这种电池容量大，电压稳定，能在-56.7～71.1℃温度范围内正常工作。现已在火箭、移动电话、笔记本电脑中广泛使用。它采用锂和石墨作电极，四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯中(SOCl2)组成电解质溶液。电池总反应为：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S，此电池中___作正极，负极的电极反应为__。
【答案】Pb-2e-+SO42－=PbSO4 增大 0.5mol O2+4e-+2H2O=4OH- CH4-8e-+10OH-=CO32－+7H2O ABD 石墨 Li-e-=Li+
【解析】
(1) ①铅蓄电池中，负极是铅，失电子发生氧化反应，电极反应式：Pb+SO42－-2e- =PbSO4；
②总反应Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O，放电时，消耗硫酸，溶液pH增大；反应转移2mol电子，消耗硫酸2mol，当外电路上有0.5mol电子通过时，溶液中消耗H2SO4的物质的量为0.5mol；
(2) 氢氧燃料电池，正极反应为O2在碱性介质中的反应，电极反应式为：O2+4e-+2H2O=4OH-；CH4做负极反应时，在碱性介质中生成CO32－，电极反应式为：CH4-8e-+10OH－= CO32－+7H2O；
(3)A．酶是一种蛋白质，在高温下会变性，失去生理活性，所以该生物燃料电池不可以在高温下工作，A正确；
B．葡萄糖生物燃料电池中葡萄糖在负极反应失电子生成二氧化碳，其电极反应式为：C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2+24H+，B正确；
C．氧气在正极得电子，其电极方程式为：O2+4e-+4H+=2H2O，消耗1mol氧气则转移4mol e-，在溶液中阳离子向正极移动，所以H+会向正极移动，C错误；
D．提高葡萄糖生物燃料电池的效率，能提高葡萄糖的能量利用率，向外提高较多的电量，D正确。
正确的有ABD；
(4) 由电池总反应为：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S，SOCl2得到电子，化合价降低，正极材料为石墨；Li失去电子，化合价升高，做负极，负极的电极反应式为：Li-e-=Li+。
