Question

3．铅、二氧化铅、氟硼酸（HBF₄）电池是一种低温性能优良的电池，常用于军事和国防工业，其总反应方程式为Pb+PbO₂+4HBF₄$?_{充电}^{放电}$2Pb（BF₄）₂+2H₂O[已知：HBF₄、Pb（BF₄）₂均是易溶于水的强电解质]．下列说法中正确的是（　　）

• A． 放电时，负极质量增加
• B． 放电时，溶液中的BF₄^-向正极移动
• C． 充电时，阳极附近溶液的酸性增强
• D． 充电时，阴极的电极反应式为Pb²⁺-2e^-═Pb

Answer 1

分析 原电池的总反应为：Pb+PbO₂+4HBF₄$?_{充电}^{放电}$2Pb（BF₄）₂+2H₂O，故放电时负极反应为：Pb-2e^-=Pb²⁺；正极反应：PbO₂+2e^-+4H⁺=Pb²⁺+2H₂O，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴极反应：Pb²⁺+2e^-=Pb，阳极反应：Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极．据此分析．

解答 解：原电池的总反应为：Pb+PbO₂+4HBF₄$?_{充电}^{放电}$2Pb（BF₄）₂+2H₂O，故放电时负极反应为：Pb-2e^-=Pb²⁺；正极反应：PbO₂+2e^-+4H⁺=Pb²⁺+2H₂O，阴离子移向负极，阳离子移向正极；充电时，阴极反应：Pb²⁺+2e^-=Pb，阳极反应：Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极．
A、放电时，此装置为原电池，放电时负极反应为：Pb-2e^-=Pb²⁺，负极的质量减小，故A错误；
B、放电时，此装置为原电池，阴离子BF₄^-要向负极移动，故B错误；
C、充电时，阳极反应：Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺，产生大量氢离子，故阳极附近溶液的酸性增强，故C正确；
D、充电时的阴极反应即是将放电时的负极反应倒过来，故阴极反应为：Pb²⁺+2e^-=Pb，故D错误．
故选C．

点评 本题考查了原电池和电解池中电极反应式的书写和离子移动方向的判断，应注意的是在原电池中，阴离子移向负极，阳离子移向正极；在电解池中，阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，题目难度中等．