Question

鉛蓄電池是常見(jiàn)的一種二次電池，因其價(jià)格低廉、原料易得、性能可靠、容易回收和適于大電流放電等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、通信、電力、鐵路、電動(dòng)車(chē)等各個(gè)領(lǐng)域．其電池組成為（+）PbO₂，PbSO₄|硫酸溶液|PbSO₄，Pb（-）
（1）該電池放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為：

 

．放電時(shí)的正極材料在充電時(shí)應(yīng)作為電解池的

 

極，該電極（充電）的電極反應(yīng)為

 

．事實(shí)證明，當(dāng)硫酸溶液的密度降低到1.18g/cm³時(shí)就應(yīng)充電，當(dāng)升到1.28g/cm³時(shí)就應(yīng)停止充電，設(shè)此過(guò)程中電池容積保持不變?yōu)?L，則從開(kāi)始充電到充電結(jié)束時(shí)電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為

 

mol．
（2）當(dāng)電解液的密度為A g/cm³，硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%時(shí)，此時(shí)硫酸的物質(zhì)的量濃度為

 

mol/L（用含A的式子表示，式中只能出現(xiàn)一個(gè)數(shù)字）．
（3）四價(jià)鉛具有強(qiáng)氧化性，表現(xiàn)在PbO₂不溶于濃硝酸但溶于濃鹽酸．但二價(jià)鉛比較穩(wěn)定．Pb₃O₄可看成由兩種氧化物組成，試寫(xiě)出它的氧化物形式

 

．試寫(xiě)出Pb₃O₄分別溶于濃硝酸和濃鹽酸的化學(xué)方程式

 

、

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：常見(jiàn)化學(xué)電源的種類(lèi)及其工作原理,氧化還原反應(yīng)

專(zhuān)題：

分析：（1）原電池的負(fù)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，二次電池充電時(shí)，正極和電源的正極相接，在電解池的陽(yáng)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)電子守恒計(jì)算轉(zhuǎn)移電子的量即可；
（2）根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和物質(zhì)的量濃度之間的關(guān)系：c=

1000ρw%

M

來(lái)計(jì)算；
（3）Pb₃O₄中Pb的化合價(jià)有+2和+4價(jià)，+4價(jià)的Pb具有強(qiáng)氧化性，能氧化濃鹽酸，+2價(jià)的鉛具有還原性，能被強(qiáng)氧化劑氧化，據(jù)此書(shū)寫(xiě)方程式．

解答： 解：（1）原電池的負(fù)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，即Pb+SO₄^2--2e^-=PbSO₄，二次電池充電時(shí)，正極和電源的正極相接，放電時(shí)的正極材料在充電時(shí)應(yīng)作為電解池的陽(yáng)極，在電解池的陽(yáng)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺+SO₄^2-，實(shí)際反應(yīng)中，硫酸溶液的密度降低到1.18g/cm³時(shí)就應(yīng)充電，當(dāng)升到1.28g/cm³時(shí)就應(yīng)停止充電，設(shè)此過(guò)程中電池容積保持不變?yōu)?L，則該過(guò)程溶液質(zhì)量增加了1.28×5000-1.18×5000=500g，充電時(shí)，原來(lái)溶液是2H₂O 后來(lái)是2H₂SO₄，反應(yīng)溶液質(zhì)量增加為160，根據(jù)電池反應(yīng)Pb+2H₂SO₄+PbO₂?2PbSO₄+2H₂O，轉(zhuǎn)移電子2e^-～160g
則：

160

500

=

2

x

，解得：x=6.25，故答案為：Pb+SO₄^2--2e^-=PbSO₄；陽(yáng)；PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺+SO₄^2-；6.25；
（2）c=

1000ρw%

M

=

1000A×50%

98

=5.1Amol/L，故答案為：5.1A；
（3）Pb₃O₄中Pb的化合價(jià)有+2和+4價(jià)，+4價(jià)的Pb具有強(qiáng)氧化性，能氧化濃鹽酸，即Pb₃O₄+8HCl=3PbCl₂+Cl₂+4H₂O，+2價(jià)的鉛具有還原性，能被強(qiáng)氧化劑硝酸氧化，即Pb₃O₄+4HNO₃=2Pb（NO₃）₂+PbO₂+2H₂O，故答案為：PbO₂?2PbO；Pb₃O₄+4HNO₃=2Pb（NO₃）₂+PbO₂+2H₂O、Pb₃O₄+8HCl=3PbCl₂+Cl₂+4H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生原電池、電解池的工作原理以及氧化還原反應(yīng)的基本知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，難度不大．