Question

9．（1）铅蓄电池是典型的可充型电池，电池总反应式为：Pb+PbO₂+4H⁺+2$S{O}_{4}^{2-}$$?_{充电}^{放电}$2PbSO₄+2H₂O．请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：
放电时，正极的电极反应式是PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；电解液中H₂SO₄的浓度将变小；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加48g．
（2）微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用．有一种银锌电池，其电极分别是Ag₂O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn+2OH^--2e^-═ZnO+H₂O，Ag₂O+H₂O+2e^-═2Ag+2OH^-．
根据上述反应式，完成下列题目．
①下列叙述正确的是C．
A．在使用过程中，电解质KOH被不断消耗
B．使用过程中，电子由Ag₂O极经外电路流向Zn极
C．Zn是负极，Ag₂O是正极
D．Zn电极发生还原反应，Ag₂O电极发生氧化反应
②写出电池的总反应式：Zn+Ag₂O=2Ag+ZnO．
③使用时，负极区的pH减小（填“增大”“减小”或“不变”，下同），正极区的pH增大，电解质溶液的pH不变．

Answer 1

分析 （1）电池总反应式为：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-$?_{充电}^{放电}$2PbSO₄+2H₂O，写出电极反应为：负极电解反应：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正极电极反应：PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，依据电解反应和电池原理分析判断；
（2）①原电池是将化学能转化为电能的装置，原电池中负极上失电子发生氧化反应，正极上得电子发生还原反应，在得失电子相等的条件下，将正负电极上电极反应式相加即得电池反应式，根据电极反应判断溶液pH的变化；
②负极电极反应式为Zn+2OH^--2e-=ZnO+H₂O、正极电极反应式为 Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，所以电池反应式为Zn+Ag₂O=2Ag+ZnO；
③该原电池中，Zn元素化合价由0价变为+2价、Ag元素化合价由+1价变为0价，所以Zn是负极失电子发生氧化反应，Ag₂O是正极得电子发生还原反应；负极的电极反应式为：Zn+2OH^--2e-=ZnO+H₂O，则负极附近pH减小；正极电极反应式为 Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，所以正极溶液的pH增大，电子转移相等的情况下负极消耗的氢氧根与正极产生的氢氧根离子的物质的量相等，所以溶液的pH值不变．

解答 解：（1）电池总反应式为：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO^2-₄$?_{充电}^{放电}$2PbSO₄+2H₂O，写出电极反应为：负极电解反应：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正极电极反应：PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，放电时：正极的电极反应式是PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；电解液中H₂SO₄的浓度将减少；当外电路通过1mol电子时，依据电子守恒计算理论上负极板的质量增加0.5mol×303g/mol-0.5mol×207g/mol=48g；
故答案为：PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；小；48；：
（2）①A、负极电极反应式为Zn+2OH^--2e-=ZnO+H₂O、正极电极反应式为 Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，所以电池反应式为Zn+Ag₂O=2Ag+ZnO，所以氢氧化钾的量不变，故A错误；
B、由电极反应式可知，Zn的化合价由0价升高到+2价，被氧化，为原电池的负极，则正极为Ag₂O，原电池中电子从负极流向正极，即从锌经导线流向Ag₂O，故B错误；
C、正极电极反应为：Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，负极电极反应：Zn+2OH^-═Zn（OH）₂+2e^-，所以Zn是负极，Ag₂O是正极，故C正确；
D、由电极反应式可知，Zn的化合价由0价升高到+2价，为原电池的负极，发生氧化反应，Ag₂O是正极发生还原反应，故D错误；
故选C．
②负极电极反应式为Zn+2OH^--2e-=ZnO+H₂O、正极电极反应式为 Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，所以电池反应式为Zn+Ag₂O=2Ag+ZnO，
故答案为：Zn+Ag₂O=2Ag+ZnO；
③该原电池中，Zn元素化合价由0价变为+2价、Ag元素化合价由+1价变为0价，所以Zn是负极失电子发生氧化反应，Ag₂O是正极得电子发生还原反应；负极的电极反应式为：Zn+2OH^--2e-=ZnO+H₂O，则负极附近pH减小；正极电极反应式为 Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，所以正极溶液的pH增大，电子转移相等的情况下负极消耗的氢氧根与正极产生的氢氧根离子的物质的量相等，所以溶液的pH值不变，
故答案为：减小；增大；不变．

点评 本题考查原电池知识，题目难度不大，注意根据电极反应判断原电池的正负极以及电池反应．