题目内容
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++2SO42-?2PbSO4+2H2O请回答下列问题：
（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
；正极区PH值将变大
变大
（填“变大”“变小”“不变”）；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
，此时铅蓄电池的正负极的极性将对换
对换
．（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．
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；
（3）要实现Cu+H2SO4（稀）═CuSO4+H2↑，应形成电解池反应，铜为阳极，碳为阴极，阳极发生Cu-2e-=Cu2+，阴极发生2H++2e-=H2↑．
（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；
（3）要实现Cu+H2SO4（稀）═CuSO4+H2↑，应形成电解池反应，铜为阳极，碳为阴极，阳极发生Cu-2e-=Cu2+，阴极发生2H++2e-=H2↑．
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，正极附近离子参加反应导致氢离子浓度减小，溶液的pH增大；
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，实现了正负极的对换；
故答案为：Pb；PbO2；对换；
（3）要实现Cu+H2SO4（稀）═CuSO4+H2↑，应形成电解池反应，铜为阳极，碳为阴极，阳极发生Cu-2e-=Cu2+，阴极发生2H++2e-=H2↑，则可发生Cu+H2SO4（稀）
CuSO4+H2↑，装置图为
，答：装置为．
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，实现了正负极的对换；
故答案为：Pb；PbO2；对换；
（3）要实现Cu+H2SO4（稀）═CuSO4+H2↑，应形成电解池反应，铜为阳极，碳为阴极，阳极发生Cu-2e-=Cu2+，阴极发生2H++2e-=H2↑，则可发生Cu+H2SO4（稀）
| ||
，答：装置为．点评：本题考查原电池和电解池原理，明确原电池正负极及电解池阴阳极上得失电子即可解答，注意不能自发进行的放热的氧化还原反应能设计成电解池．
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