Question

【題目】用氟硼酸（HBF4，屬于強酸）代替硫酸作鉛蓄電池的電解質溶液，可使鉛蓄電池在低溫下工作時的性能更優良，反應方程式為Pb+PbO2+4HBF42Pb（BF4）2+2H2O，其中Pb（BF4）2為可溶于水的強電解質，用該鉛蓄電池分別電解AgNO3溶液和Na2SO3溶液，裝置如下圖，a、b、c、d電極材料均為石墨，通電時a電極質量增加。

回答下列問題：

（1）d電極為該裝置的___________極，工作時，該池內d電極上無氣體產生，寫出該池內電解反應的離子方程式：_____________________。

（2）該鉛蓄電池放電時X極附近pH_____________ （填“增大”、“減小”或“不變”），正極的電極反應式為______________________。

（3）鉛蓄電池充電時，Y電極與電源的_________（填“正極”或“負極”）相連。

（4）另取一常規鉛蓄電池（濃硫酸作電解質溶液）與該鉛蓄電池同時放電，當電路中均通過1 mol電子時，分別取下Y電極稱重，兩電極質量相差__________g。

Answer 1

【答案】（1）陽，SO32－＋H2OSO42－＋H2↑；

（2）增大，PbO2＋4H＋＋2e－=Pb2＋＋2H2O；

（3）負極；（4）151.5。

【解析】

試題分析：（1）a極質量增加，發生電極反應式為Ag＋e－=Ag，a極為陰極，即Y為負極，X為正極，d為陽極，d電極上無氣體放出，SO32－中S具有還原性，其d極反應式為SO32－－2e－＋H2O=SO42－＋2H＋，c極為陰極，反應式為2H＋＋2e－=H2↑,因此總電極反應式為：SO32－＋H2OSO42－＋H2↑；（2）X為正極，反應式為PbO2＋4H＋＋2e－=Pb2＋＋2H2O，消耗H＋，pH增大；（3）充電時，電池的正極接電源的正極，電池的負極接電源的負極，Y接電源的負極；（4）常規蓄電池負極反應式為Pb－2e－＋SO42－=PbSO4，新型蓄電池負極反應式為：Pb－2e－=Pb2＋，因此通過1mol電子，兩極質量差（0.5×96＋0.5×207）g=151.5g。