Question

9．（1）鉛蓄電池是典型的可充型電池，電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO₂+4H⁺+2$S{O}_{4}^{2-}$$?_{充電}^{放電}$2PbSO₄+2H₂O．請(qǐng)回答下列問(wèn)題（不考慮氫、氧的氧化還原）：
放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式是PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；電解液中H₂SO₄的濃度將變�。划�(dāng)外電路通過(guò)1mol電子時(shí)，理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加48g．
（2）微型紐扣電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用．有一種銀鋅電池，其電極分別是Ag₂O和Zn，電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電極反應(yīng)為Zn+2OH^--2e^-═ZnO+H₂O，Ag₂O+H₂O+2e^-═2Ag+2OH^-．
根據(jù)上述反應(yīng)式，完成下列題目．
①下列敘述正確的是C．
A．在使用過(guò)程中，電解質(zhì)KOH被不斷消耗
B．使用過(guò)程中，電子由Ag₂O極經(jīng)外電路流向Zn極
C．Zn是負(fù)極，Ag₂O是正極
D．Zn電極發(fā)生還原反應(yīng)，Ag₂O電極發(fā)生氧化反應(yīng)
②寫(xiě)出電池的總反應(yīng)式：Zn+Ag₂O=2Ag+ZnO．
③使用時(shí)，負(fù)極區(qū)的pH減小（填“增大”“減小”或“不變”，下同），正極區(qū)的pH增大，電解質(zhì)溶液的pH不變．

Answer 1

分析 （1）電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-$?_{充電}^{放電}$2PbSO₄+2H₂O，寫(xiě)出電極反應(yīng)為：負(fù)極電解反應(yīng)：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正極電極反應(yīng)：PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，依據(jù)電解反應(yīng)和電池原理分析判斷；
（2）①原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，原電池中負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，在得失電子相等的條件下，將正負(fù)電極上電極反應(yīng)式相加即得電池反應(yīng)式，根據(jù)電極反應(yīng)判斷溶液pH的變化；
②負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn+2OH^--2e-=ZnO+H₂O、正極電極反應(yīng)式為 Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，所以電池反應(yīng)式為Zn+Ag₂O=2Ag+ZnO；
③該原電池中，Zn元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)、Ag元素化合價(jià)由+1價(jià)變?yōu)?價(jià)，所以Zn是負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag₂O是正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)；負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Zn+2OH^--2e-=ZnO+H₂O，則負(fù)極附近pH減小；正極電極反應(yīng)式為 Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，所以正極溶液的pH增大，電子轉(zhuǎn)移相等的情況下負(fù)極消耗的氫氧根與正極產(chǎn)生的氫氧根離子的物質(zhì)的量相等，所以溶液的pH值不變．

解答 解：（1）電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO^2-₄$?_{充電}^{放電}$2PbSO₄+2H₂O，寫(xiě)出電極反應(yīng)為：負(fù)極電解反應(yīng)：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ ，正極電極反應(yīng)：PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，放電時(shí)：正極的電極反應(yīng)式是PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；電解液中H₂SO₄的濃度將減少；當(dāng)外電路通過(guò)1mol電子時(shí)，依據(jù)電子守恒計(jì)算理論上負(fù)極板的質(zhì)量增加0.5mol×303g/mol-0.5mol×207g/mol=48g；
故答案為：PbO₂+2e^-+4H⁺+2SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；小；48；：
（2）①A、負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn+2OH^--2e-=ZnO+H₂O、正極電極反應(yīng)式為 Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，所以電池反應(yīng)式為Zn+Ag₂O=2Ag+ZnO，所以氫氧化鉀的量不變，故A錯(cuò)誤；
B、由電極反應(yīng)式可知，Zn的化合價(jià)由0價(jià)升高到+2價(jià)，被氧化，為原電池的負(fù)極，則正極為Ag₂O，原電池中電子從負(fù)極流向正極，即從鋅經(jīng)導(dǎo)線流向Ag₂O，故B錯(cuò)誤；
C、正極電極反應(yīng)為：Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，負(fù)極電極反應(yīng)：Zn+2OH^-═Zn（OH）₂+2e^-，所以Zn是負(fù)極，Ag₂O是正極，故C正確；
D、由電極反應(yīng)式可知，Zn的化合價(jià)由0價(jià)升高到+2價(jià)，為原電池的負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag₂O是正極發(fā)生還原反應(yīng)，故D錯(cuò)誤；
故選C．
②負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn+2OH^--2e-=ZnO+H₂O、正極電極反應(yīng)式為 Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，所以電池反應(yīng)式為Zn+Ag₂O=2Ag+ZnO，
故答案為：Zn+Ag₂O=2Ag+ZnO；
③該原電池中，Zn元素化合價(jià)由0價(jià)變?yōu)?2價(jià)、Ag元素化合價(jià)由+1價(jià)變?yōu)?價(jià)，所以Zn是負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，Ag₂O是正極得電子發(fā)生還原反應(yīng)；負(fù)極的電極反應(yīng)式為：Zn+2OH^--2e-=ZnO+H₂O，則負(fù)極附近pH減�。徽龢O電極反應(yīng)式為 Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，所以正極溶液的pH增大，電子轉(zhuǎn)移相等的情況下負(fù)極消耗的氫氧根與正極產(chǎn)生的氫氧根離子的物質(zhì)的量相等，所以溶液的pH值不變，
故答案為：減�。辉龃�；不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池知識(shí)，題目難度不大，注意根據(jù)電極反應(yīng)判斷原電池的正負(fù)極以及電池反應(yīng)．