题目内容

8.(1)铅蓄电池是典型的可充型电池,电池总反应式为:Pb+PbO2+4H++2SO42-$?_{充电}^{放电}$2PbSO4+2H2O
请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原):
放电时:正极的电极反应式是:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O;电解液中pH将变大;当外电路通过1mol电子时,理论上负极板的质量增加48g.
(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐.负极反应方程式为C3H8-20e-+10CO32-=13CO2+4H2O;
(3)放电时,CO32-移向电池的负(填“正”或“负”)极.

分析 (1)根据电池反应式知,放电时Pb是负极、PbO2是正极,正极上PbO2得电子和SO42-、H+反应生成
PbSO4和H2O,放电时电解质溶液中H+参加反应导致c(H+)减小;负极上Pb失电子和SO42-反应生成PbSO4,所以负极上质量增加量为SO42-质量;
(2)负极电极反应式为C3H8-20e-+10CO32-=13CO2+4H2O,正极反应式为:O2+2CO2+4e-=2CO32-;
(3)放电时,电解质中阴离子向负极移动.

解答 解:(1)根据电池反应式知,放电时Pb是负极、PbO2是正极,正极上PbO2得电子和SO42-、H+反应生成
PbSO4和H2O,电极反应式为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O,放电时电解质溶液中H+参加反应导致c(H+)减小,则溶液的pH变大;负极上Pb失电子和SO42-反应生成PbSO4,所以负极上质量增加量为SO42-质量,Pb-2e-+SO42-=PbSO4,根据电极反应式知,如果有1mol电子转移,则负极增加0.5mol硫酸根离子,其质量=0.5mol×96g/mol=48g,
故答案为:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O;大;48;
(2)负极电极反应式为C3H8-20e-+10CO32-=13CO2+4H2O,正极反应式为:O2+2CO2+4e-=2CO32-,故答案为:C3H8-20e-+10CO32-=13CO2+4H2O;
(3)放电时,电解质中阴离子向负极移动,所以放电时CO32-移向电池的负极,故答案为:负.

点评 本题考查原电池和电解池原理,为高频考点,明确各个电极上发生的反应是解本题关键,难点是电极反应式的书写,要结合电解质特点书写电极反应式,题目难度中等.

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d.在A点时,消耗1mol SO2必定同时消耗1mol SO3
e.在D点时,v正>v逆.

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