Question

（14分）鉛蓄電池是可充電型電池，它的正負(fù)極極板是惰性材料，電池總反應(yīng)式為：?
Pb+PbO₂+4H⁺+2SO2PbSO₄+2H₂O

請回答下列問題（不考慮氫、氧的氧化還原）：?
(1) 該蓄電池放電工作時的負(fù)極材料是        ，用其電解氯化鈉溶液，當(dāng)陽極上收集到11.2L氯氣時（標(biāo)況下），理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加       g。
充電時，上圖中A極應(yīng)接直流電源的              (填“正極”或“負(fù)極”)。充電時A極的電極反應(yīng)式是                            ;
(2) MnO₂的生產(chǎn)方法之一是以石墨為電極，電解酸化的MnSO₄溶液。陰極的電極反應(yīng)式　　     　 　。現(xiàn)以鉛蓄電池為電源電解，當(dāng)蓄電池中有0.4mol H⁺被消耗時，則電路中通過的電子的物質(zhì)的量為    ，MnO₂的理論產(chǎn)量為　 　g。

Answer 1

(1)鉛  48， 正   PbSO₄+2H₂O－2e^-= PbO₂+4H⁺+SO₄^2-   (2)2H⁺＋2e^－＝H₂    0.2mol   8.7

試題分析：（1）根據(jù)電池的總反應(yīng)可知，鉛蓄電池放電時的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，所以負(fù)極材料為Pb，發(fā)生的電極反應(yīng)為Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，因此負(fù)極增加的質(zhì)量為SO₄^2-的質(zhì)量，用該電池電解氯化鈉溶液時，當(dāng)陽極上收集11.2L氯氣時，轉(zhuǎn)移1mol電子，所以負(fù)極增加48g。充電時，A極應(yīng)發(fā)生氧化反應(yīng)，所以與電源正極相連，電極反應(yīng)為PbSO₄+2H₂O－2e^-= PbO₂+4H⁺+SO₄^2-。
（2）電解酸化的MnSO₄溶液，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為2H⁺＋2e^－＝H₂。根據(jù)鉛蓄電池的總反應(yīng)可知，1molH₂SO₄參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移1mol電子，所以0.4mol H⁺被消耗時，轉(zhuǎn)移0.2mol 電子，生成MnO₂0.1mol，質(zhì)量為8.7g。
點(diǎn)評：在原電池中較活潑的金屬作負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞到正極上，所以溶液中的陽離子向正極移動，陰離子向負(fù)極移動。正極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此可以進(jìn)行有關(guān)的判斷。電解中最關(guān)鍵的是準(zhǔn)確判斷出電極上離子的放電順序。在判斷電解產(chǎn)物時，首先判斷陽極電極材料。如果是活性電極，則電極本身失去電子。如果是惰性電極，則溶液中的陰離子失去電子。而陰極是溶液中的陽離子得到電子，所以需要熟練記住常見離子的放電順序。