Question

铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-2PbSO₄+2H₂O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

 

，电解液中H₂SO₄的浓度将变

 

，当外电路通过1mol电子时，理论上负极板的质量增加

 

g．
（2）在完全放电耗尽PbO₂和Pb时，若按右图连接，电解一段时间后，则在A电极上生成

 

，B电极上生成

 

，此时铅蓄电池的正负极的极性将

 

．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：（1）电池总反应式为：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-

放电

充电

2PbSO₄+2H₂O，写出电极反应为：负极电解反应：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正极电极反应：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，依据电解反应和电池原理分析判断；
（2）装置中使电解装置，电极上是析出的硫酸铅，所以是铅蓄电池的充电过程，依据电解原理分析．

解答： 解：（1）电池总反应式为：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-

放电

充电

2PbSO₄+2H₂O，放电时，负极电极反应为Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正极电极反应为PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，由方程式可知反应消耗硫酸，则电解液中H₂SO₄的浓度将减少；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⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；小；48；
（2）在完全放电耗尽PbO₂和Pb时，电极上是析出的PbSO₄，若按题右图连接B为阳极应是失去电子发生氧化反应，A为阴极是得到电子发生还原反应，实质是电解反应，B电极上发生反应为：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-，A电极发生反应为：PbSO₄=Pb-2e^-+SO₄^2-，所以A电极上生成Pb；B极生成PbO₂，此时铅蓄电池的正负极的极性将对换，
故答案为：Pb； PbO₂；对换．

点评：本题考查了原电池原理，会根据电池反应式及元素化合价变化书写正负极电极反应式，再结合各个物理量之间的关系式进行计算，注意：负极上生成难溶性的硫酸铅导致负极质量增加，题目难度不大．