Question

铅蓄电池是常用的化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO₂，电解液为稀硫酸。放电时，该电池总反应式为：Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄2PbSO₄＋2H₂O。请根据上述情况判断：

（1）该蓄电池的负极材料是_________，放电时发生_________（填“氧化”或“还原”）反应。

（2）该蓄电池放电时，电解质溶液的酸性_________（填“增大”、“减小”或“不变”），电解质溶液中阴离子移向_________（填“正”或“负”）极。

（3）已知硫酸铅为不溶于水的白色沉淀，生成时附着在电极上。试写出该电池放电时，正极的电极反应_______________________________________（用离子方程式表示）。

（4）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。若电解质为KOH溶液，则氢氧燃料电池的负极反应式为__________________________________。该电池工作时，外电路每流过1×10³mol e^－，消耗标况下氧气_________m³。

Answer

Pb 氧化 减小 负 PbO2＋2 e－＋SO42-＋4H＋＝PbSO4＋2H2O H2－2e－＋2OH－＝2H2O 5.6

【解析】

（1）铅蓄电池中，根据原电池反应式中元素化合价变化知，Pb中Pb元素化合价由0价变为+2价，被氧化发生氧化反应，所以Pb作负极，故答案为Pb；氧化；

（2）铅蓄电池工作时，硫酸参加反应生成硫酸铅同时生成水，导致硫酸浓度降低、酸性减小，原电池放电时阴离子向负极移动，故答案为减小；负；

（3）工作时，该铅蓄电池正极上PbO2得电子发生还原反应，电极反应为PbO2+SO42-+2e-+4H+═PbSO4+2H2O，答案为：PbO2+SO42-+2e-+4H+═PbSO4+2H2O；
（4）燃料与氧气燃烧的总化学方程式为2H2+O2=2H2O，电解质溶液呈碱性，负极上氢气失电子生成水，则负极的电极方程式为2H2+4OH--4e-=4H2O；该电池中正极上是氧气发生得电子的还原反应，其电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，则外电路每流过1×103 mol e-，消耗氧气为1×103 mol÷4=250mol，所以氧气的体积为250mol×22.4L/mol=5.6×103L=5.6m3；故答案为2H2+4OH-=4H2O+4e-；O2+2H2O+4e-=4OH-；5.6。