Question

8．鉛蓄電池是常用的化學電源，該電池總反應式為：Pb+PbO₂+2H₂SO₄$?_{充電}^{放電}$2PbSO₄+2H₂O．請根據上述情況判斷：
（1）該蓄電池充電時是一種將電能轉化為化學能的裝置，放電時電解質溶液中陰離子移向負（填“正”或“負”）極．
（2）該蓄電池的正極材料是PbO₂，正極的電極反應PbO₂+SO₄^2-+2e^-+4H⁺═PbSO₄+2H₂O（用離子方程式表示），負極發生氧化（填“氧化”或“還原”）反應．
（3）Mg、Al和KOH溶液構成的原電池中，負極材料是Al，負極反應式為Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O
（4）酸性氫氧燃料電池具有啟動快、效率高等優點，其能量密度高于鉛蓄電池．該電池工作時，外電路每流過4mol e^-，消耗標況下氧氣和氫氣共67.2L．

Answer 1

分析 （1）充電是電解池，是將電能轉化為化學能的裝置，放電是原電池，陰離子移向負極；
（2）該電池工作時，鉛蓄電池正極為PbO₂，PbO₂得電子發生還原反應，負極鉛失電子發生氧化反應；
（3）Mg、Al和KOH溶液構成的原電池中，Al與KOH溶液反應失電子，Al作負極；
（4）酸性條件下，電池總反應為2H₂+O₂=2H₂O，根據轉移電子與反應物的關系2H₂～4e^-～O₂計算．

解答 解：（1）充電是電解池，是將電能轉化為化學能的裝置，放電是原電池，陰離子移向負極，
故答案為：電；化學；負；
（2）該電池工作時，鉛蓄電池正極為PbO₂，PbO₂得電子發生還原反應，電極反應為PbO₂+SO₄^2-+2e^-+4H⁺═PbSO₄+2H₂O，負極鉛失電子發生氧化反應，
故答案為：PbO₂；PbO₂+SO₄^2-+2e^-+4H⁺═PbSO₄+2H₂O；氧化；
（3）Mg、Al和KOH溶液構成的原電池中，Al與KOH溶液反應失電子，Al作負極，Mg作正極，負極反應為：Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al；Al-3e^-+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
（4）酸性條件下，電池總反應為2H₂+O₂=2H₂O，轉移電子與反應物的關系為：2H₂～4e^-～O₂，外電路每流過4mol e^-，消耗氫氣的物質的量為2mol，氧氣的物質的量為1mol，則消耗的氣體在標況下共（2mol+1mol）×22.4L/mol=67.2L，
故答案為：67.2．

點評 本題考查原電池工作原理的應用，題目難度中等，注意把握電極方程式的書寫方法，首先考慮原電池反應所依據的氧化還原反應，再考慮產物與電解質溶液的反應．