Question

【題目】人們應用原電池原理制作了多種電池，以滿足不同的需要，廣泛使用于日常生活、生產和科學技術等方面，請根據題中提供的信息，填寫空格。

(1)鉛蓄電池在放電時發生的電池反應式為：Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O。正極電極反應為__________。

(2)某學習小組依據氧化還原反應：2Ag++Cu===Cu2++2Ag設計成原電池，則負極發生的電極反應為 ________，當反應進行到一段時間后取出電極材料，測得某一電極增重了5.4g，則該原電池反應共轉移了的電子數目是_________。

(3)燃料電池是一種高效、環境友好的供電裝置，如下圖是電解質為稀硫酸溶液的氫氧燃料電池原理示意圖，回答下列問題：

①該電池的正極反應式__________________________。

②若該電池的效率80%，當外電路通過0.2mo1電子時，消耗O2的體積____L(標準狀況)

Answer 1

【答案】PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O Cu-2e=Cu2+ 0.05NA O2+4e-+4H+=2H2O 1.4

【解析】

（1）根據鉛蓄電池中正極得到電子發生還原反應生成硫酸鉛，寫出電極方程式；

（2）根據總反應可知銅發生氧化反應，則銅失電子作原電池的負極；Ag為原電池的正極，正極上發生還原反應，根據電極反應式計算轉移電子的數目；

（3）氫氧燃料電池中，通入氧氣的一極為正極，發生還原反應；根據原電池中得失電子數目相等進行計算。

（1）鉛蓄電池的電池總反應式為：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O，依據反應的總電池反應，反應中PbO2中元素化合價降低的是在正極得到電子發生還原反應生成硫酸鉛，電極反應為：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O；故答案為：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O。

（2）在2Ag++Cu═Cu2++2Ag反應中，銅的化合價升高，發生氧化反應，則銅失電子作原電池的負極，電極反應為Cu-2e-═Cu2+；原電池工作時，負極銅失去電子被氧化生成銅離子，銅的質量逐漸減少，溶液中的銀離子在正極銀得電子發生還原反應生成銀，所以正極增重的質量就是析出銀的質量，當銀電極質量增加5.4g時，n（Ag）=5.4g÷108g/mol =0.05mol，根據電極反應Ag++e-=Ag，可知原電池反應共轉移電子的數目為0.05NA，故答案為：Cu-2e-═Cu2+；0.05NA。

（3）①氫氧燃料電池中，通入氧氣的一極為正極，發生還原反應，該電池的正極方程式為：O2+4e-+4H+=2H2O；故答案為：O2+4e-+4H+=2H2O。

②設參加反應的氧氣的體積為VL（標準狀況），則×80%×4mol=0.2mol，解得V=1.4L，故答案為：1.4。