题目内容
【题目】(1)某铅蓄电池的正、负极标记被磨损，试用如图装置设计实验，识别出此铅蓄电池的正、负极。
①若A接E，B接F，而B电极出现____________现象，电极反应式为_______________，则说明F为正极。
②铅蓄电池工作时(放电)，其E所在电极的电极反应式为 ________，充电时该极与外接电源的________极相连。
③若有0.2 mol电子发生转移，则正极消耗的PbO2的物质的量是________。
(2)利用甲醇(CH3OH)、氧气组成燃料电池，电解质溶液为碱性，电池工作时，其负极反应式为________________________________________________________________________
(3)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪，负极上的反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O===CH3COOH＋4H＋，正极的反应式：_____________________________；电池反应的总方程式为____________________________________
【答案】 黄绿色气体 2Cl－－2e－===Cl2↑ Pb＋SO
－2e－===PbSO4 负 0.1 mol CH3OH＋8OH－－6e－===CO
＋6H2O O2＋4H＋＋4e－===2H2O CH3CH2OH＋O2===CH3COOH＋H2O
【解析】分析：（1）①与原电池正极相连的为电解池的阳极，氯离子在阳极失电子，生成氯气；
②铅蓄电池工作时负极为Pb失电子；充电时蓄电池的负极与外接电源的负极相连；
③根据正极反应式结合元素化合价变化计算；
（2）碱性条件下，负极上甲醇失电子生成碳酸根离子；
（3）酸性燃料电池中氧气在正极得电子生成水，根据正极和负极的电极反应式书写总反应。
详解：（1）①与原电池正极相连的为电解池的阳极，所以B为阳极，氯离子在阳极失电子，生成氯气，即在B电极出现黄绿色气体，其电极反应式为2Cl－－2e－=Cl2↑；
②E为负极，铅蓄电池工作时负极为Pb失电子，则其电极反应式为：Pb＋SO42－－2e－=PbSO4；充电时蓄电池的负极与外接电源的负极相连；
③正极上PbO2→PbSO4，Pb元素从+4降低到+2，转移2个电子，所以若有0.2mol电子发生转移，则正极消耗的PbO2的物质的量是0.1mol；
（2）碱性条件下，负极上甲醇失电子生成碳酸根离子，则其电极反应式为：CH3OH＋8OH－－6e－=CO32－＋6H2O；
（3）酸性燃料电池中氧气在正极得电子生成水，其电极反应式为：O2＋4H＋＋4e－=2H2O，正极的电极反应式与和负极的电极反应式相加即是总反应，所以电池反应的总方程式为：CH3CH2OH＋O2=CH3COOH＋H2O。
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