Question

8．铅蓄电池是常用的化学电源，该电池总反应式为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄$?_{充电}^{放电}$2PbSO₄+2H₂O．请根据上述情况判断：
（1）该蓄电池充电时是一种将电能转化为化学能的装置，放电时电解质溶液中阴离子移向负（填“正”或“负”）极．
（2）该蓄电池的正极材料是PbO₂，正极的电极反应PbO₂+SO₄^2-+2e^-+4H⁺═PbSO₄+2H₂O（用离子方程式表示），负极发生氧化（填“氧化”或“还原”）反应．
（3）Mg、Al和KOH溶液构成的原电池中，负极材料是Al，负极反应式为Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O
（4）酸性氢氧燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能量密度高于铅蓄电池．该电池工作时，外电路每流过4mol e^-，消耗标况下氧气和氢气共67.2L．

Answer 1

分析 （1）充电是电解池，是将电能转化为化学能的装置，放电是原电池，阴离子移向负极；
（2）该电池工作时，铅蓄电池正极为PbO₂，PbO₂得电子发生还原反应，负极铅失电子发生氧化反应；
（3）Mg、Al和KOH溶液构成的原电池中，Al与KOH溶液反应失电子，Al作负极；
（4）酸性条件下，电池总反应为2H₂+O₂=2H₂O，根据转移电子与反应物的关系2H₂～4e^-～O₂计算．

解答 解：（1）充电是电解池，是将电能转化为化学能的装置，放电是原电池，阴离子移向负极，
故答案为：电；化学；负；
（2）该电池工作时，铅蓄电池正极为PbO₂，PbO₂得电子发生还原反应，电极反应为PbO₂+SO₄^2-+2e^-+4H⁺═PbSO₄+2H₂O，负极铅失电子发生氧化反应，
故答案为：PbO₂；PbO₂+SO₄^2-+2e^-+4H⁺═PbSO₄+2H₂O；氧化；
（3）Mg、Al和KOH溶液构成的原电池中，Al与KOH溶液反应失电子，Al作负极，Mg作正极，负极反应为：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案为：Al；Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（4）酸性条件下，电池总反应为2H₂+O₂=2H₂O，转移电子与反应物的关系为：2H₂～4e^-～O₂，外电路每流过4mol e^-，消耗氢气的物质的量为2mol，氧气的物质的量为1mol，则消耗的气体在标况下共（2mol+1mol）×22.4L/mol=67.2L，
故答案为：67.2．

点评 本题考查原电池工作原理的应用，题目难度中等，注意把握电极方程式的书写方法，首先考虑原电池反应所依据的氧化还原反应，再考虑产物与电解质溶液的反应．