Question

3．鉛、二氧化鉛、氟硼酸（HBF₄）電池是一種低溫性能優良的電池，常用于軍事和國防工業，其總反應方程式為Pb+PbO₂+4HBF₄$?_{充電}^{放電}$2Pb（BF₄）₂+2H₂O[已知：HBF₄、Pb（BF₄）₂均是易溶于水的強電解質]．下列說法中正確的是（　　）

• A． 放電時，負極質量增加
• B． 放電時，溶液中的BF₄^-向正極移動
• C． 充電時，陽極附近溶液的酸性增強
• D． 充電時，陰極的電極反應式為Pb²⁺-2e^-═Pb

Answer 1

分析 原電池的總反應為：Pb+PbO₂+4HBF₄$?_{充電}^{放電}$2Pb（BF₄）₂+2H₂O，故放電時負極反應為：Pb-2e^-=Pb²⁺；正極反應：PbO₂+2e^-+4H⁺=Pb²⁺+2H₂O，陰離子移向負極，陽離子移向正極；充電時，陰極反應：Pb²⁺+2e^-=Pb，陽極反應：Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺，陰離子移向陽極，陽離子移向陰極．據此分析．

解答 解：原電池的總反應為：Pb+PbO₂+4HBF₄$?_{充電}^{放電}$2Pb（BF₄）₂+2H₂O，故放電時負極反應為：Pb-2e^-=Pb²⁺；正極反應：PbO₂+2e^-+4H⁺=Pb²⁺+2H₂O，陰離子移向負極，陽離子移向正極；充電時，陰極反應：Pb²⁺+2e^-=Pb，陽極反應：Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺，陰離子移向陽極，陽離子移向陰極．
A、放電時，此裝置為原電池，放電時負極反應為：Pb-2e^-=Pb²⁺，負極的質量減小，故A錯誤；
B、放電時，此裝置為原電池，陰離子BF₄^-要向負極移動，故B錯誤；
C、充電時，陽極反應：Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺，產生大量氫離子，故陽極附近溶液的酸性增強，故C正確；
D、充電時的陰極反應即是將放電時的負極反應倒過來，故陰極反應為：Pb²⁺+2e^-=Pb，故D錯誤．
故選C．

點評 本題考查了原電池和電解池中電極反應式的書寫和離子移動方向的判斷，應注意的是在原電池中，陰離子移向負極，陽離子移向正極；在電解池中，陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，題目難度中等．