题目内容

铅蓄电池是典型的可充电电池,它的正负极板是惰性材料,分别吸附着PbO2和Pb,电池总反应式为:Pb+PbO2+4H++2S
O
2-
4
充电
放电
2PbSO4+2H2O
试回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原):
(1)放电时:正极的电极反应式是
PbO2+2e-+4H++2SO42-=PbSO4+2H2O
PbO2+2e-+4H++2SO42-=PbSO4+2H2O
;电解液中H2SO4的浓度将变
小
小
;当外电路通过1mol电子时,理论上负极板的质量增加
48
48
g.
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时,若按如图连接,电解一段时间后,则在A电极上生成
Pb
Pb
、B电极上生成
PbO2
PbO2
,B极的电极反应式为
PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++2SO42-
PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++2SO42-
.
分析:(1)根据电池反应式知,放电时负极电极反应:Pb-2e-+SO42-=PbSO4 ,正极电极反应:PbO2+2e-+4H++2SO42-=PbSO4+2H2O,根据电池反应式及电极反应式分析解答;
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时,若按如图连接,该装置是电解池,铅板电极为阴极,得电子发生还原反应,二氧化铅作阳极,失电子发生氧化反应.
解答:解:(1)放电时,铅作负极,二氧化铅作正极,正极上得电子发生还原反应,所以正极的电极反应式是PbO2+2e-+4H++2SO42-=PbSO4+2H2O;
根据电池反应式知,原电池放电时,电解液中H2SO4参加反应,所以硫酸浓度将减少;
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++2SO42-=PbSO4+2H2O;小;48;
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时,若按如图连接,该装置是电解池,铅板电极为阴极,得电子发生还原反应,二氧化铅作阳极,失电子发生氧化反应,
B电极上发生反应为:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++2SO42-,A电极发生反应为PbSO4=Pb-2e-+SO42-,所以B电极上生成PbO2,A极上生成Pb,
故答案为:Pb;PbO2;PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++2SO42-.
点评:本题考查了铅蓄电池的工作原理和电极反应的书写,关键是原电池中的电极消耗完后电极上是硫酸铅,接通电源进行电解反应.
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