Question

鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負(fù)極是惰性材料，電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-?2PbSO₄+2H₂O
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是

PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-═PbSO₄+2H₂O

；正極區(qū)PH值將

變大

（填“變大”“變小”“不變”）；電解液中H₂SO₄的濃度將變

小

；當(dāng)外電路通過(guò)1mol電子時(shí)，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加

48

g．
（2）在完全放電耗盡PbO₂和Pb時(shí)，若按圖連接，電解一段時(shí)間后，則在A電極上生成

Pb

，B電極上生成

PbO₂

，此時(shí)鉛蓄電池的正負(fù)極的極性將

對(duì)換

．
（3）某同學(xué)用碳棒、銅棒和稀硫酸為原材料，實(shí)現(xiàn)了在通常條件下不能發(fā)生的反應(yīng)：
Cu+H₂SO₄（�。�=CuSO₄+H₂↑．請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟?huà)出能夠?qū)崿F(xiàn)這一反應(yīng)的裝置圖．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電池反應(yīng)式知，放電時(shí)負(fù)極電極反應(yīng)：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正極電極反應(yīng)：PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，根據(jù)電池反應(yīng)式及電極反應(yīng)式分析解答；
（2）在完全放電耗盡PbO₂和Pb時(shí)，若按如圖連接，該裝置是電解池，鉛板電極為陰極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，二氧化鉛作陽(yáng)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）要實(shí)現(xiàn)Cu+H₂SO₄（�。┄TCuSO₄+H₂↑，應(yīng)形成電解池反應(yīng)，銅為陽(yáng)極，碳為陰極，陽(yáng)極發(fā)生Cu-2e^-=Cu²⁺，陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑．

解答：解：（1）放電時(shí)，鉛作負(fù)極，二氧化鉛作正極，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以正極的電極反應(yīng)式是PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，正極附近離子參加反應(yīng)導(dǎo)致氫離子濃度減小，溶液的pH增大；
根據(jù)電池反應(yīng)式知，原電池放電時(shí)，電解液中H₂SO₄參加反應(yīng)，所以硫酸濃度將減少；
當(dāng)外電路通過(guò)1mol電子時(shí)，依據(jù)電子守恒計(jì)算理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加0.5mol×303g/mol-0.5mol×207g/mol=48g；
故答案為：PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；��；48；
（2）在完全放電耗盡PbO₂和Pb時(shí)，若按如圖連接，該裝置是電解池，鉛板電極為陰極，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，二氧化鉛作陽(yáng)極，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，
B電極上發(fā)生反應(yīng)為：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-，A電極發(fā)生反應(yīng)為：PbSO₄=Pb-2e^-+SO₄^2-，所以B電極上生成PbO₂，A極上生成Pb，實(shí)現(xiàn)了正負(fù)極的對(duì)換；
故答案為：Pb；PbO₂；對(duì)換；
 （3）要實(shí)現(xiàn)Cu+H₂SO₄（�。┄TCuSO₄+H₂↑，應(yīng)形成電解池反應(yīng)，銅為陽(yáng)極，碳為陰極，陽(yáng)極發(fā)生Cu-2e^-=Cu²⁺，陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，則可發(fā)生Cu+H₂SO₄（�。�

電解  .

CuSO₄+H₂↑，裝置圖為，答：裝置為．

點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池和電解池原理，明確原電池正負(fù)極及電解池陰陽(yáng)極上得失電子即可解答，注意不能自發(fā)進(jìn)行的放熱的氧化還原反應(yīng)能設(shè)計(jì)成電解池．