Question

（16分）铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极是惰性材料，电池总反应式为：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-2PbSO₄+2H₂O。请回答下列问题：

（1）、放电时：正极的电极反应式是________________；正极区PH值将________（填“变大”“变小”“不变”）；电解液中H₂SO₄的浓度将变________；当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加________g。

（2）、在完全放电耗尽PbO₂和Pb时，若按图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成________，B电极上生成________，此时铅蓄电池的正负极的极性将________。

(3)、某同学用碳棒、铜棒和稀硫酸为原材料，实现了在通常条件下不能发生的反应：

Cu+H₂SO₄(稀)＝CuSO₄+H₂↑。

 请在方框中画出能够实现这一反应的装置图。

 

Answer 1

【答案】

（1）PbO₂ +2e^－+ 4H⁺ +2SO₄^2-== PbSO₄ + 2H₂O ；（2分）  变大（2分）；小（2分） 48  （2分）  （2）Pb；（2分） PbO₂ ；（2分）对换（2分）

(3) （2分）

【解析】（1）放电相当于原电池，正极得到电子，所以正极电极反应式为PbO₂ +2e^－+ 4H⁺ +2SO₄^2-== PbSO₄ + 2H₂O。根据正极反应式可知，消耗氢离子，所以pH变大。放电时消耗硫酸，因此硫酸的浓度降低。由于负极反应式为Pb－2e^－＋SO₄^2－=PbSO₄，所以当外电路通过1mol电子时，负极板质量增加96g÷2＝48g。

（2）根据装置图可知，此时原电池的负极和电源的正极相连，作阳极，失去电子，所以B电极生成PbO₂。原来的正极和电源的负极相连，作阴极，所以A电极生成Pb，即此时铅蓄电池的正负极的极性将对换。

（3）要实现该反应，则需要通过电解原理，根据方程式可知，铜失去电子，所以铜和电源的正极相连，作阳极；阴极可以是石墨，和电源的负极相连。硫酸中的氢离子得到电子，即电解质溶液应该是稀硫酸，所以装置图为（见答案）