已知蓄电池在放电时起原电池的作用，充电时起电解池的作用。铅蓄电池发生反应的化学方程式可表示为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O（1）写出放电时负极上发生反应的化学方程

Question

已知蓄电池在放电时起原电池的作用，充电时起电解池的作用。铅蓄电池发生反应的化学方程式可表示为：Pb+PbO ₂ +2H ₂ SO ₄ 2PbSO ₄ +2H ₂ O

（1）写出放电时负极上发生反应的化学方程式_____________________________。

（2）当蓄电池作为电源电解CuSO ₄ 溶液生成1.6 g Cu时，蓄电池内消耗H ₂ SO ₄ ____________mol。

（3）给蓄电池充电时，若要使3.03 g PbSO ₄ 转变为Pb和PbO ₂ ，需要____________ mol的电荷量。

Answer 1

解析：此题涉及蓄电池的电化学原理，电解CuSO ₄ 溶液的反应原理，电极反应和有关电池、电解反应的计算等知识点。考查学生的分析能力、计算能力以及思维的严密性和整体性。

解题的关键在于：①弄清蓄电池以及电解CuSO ₄ 溶液的反应原理；②把握住电池反应与电解反应中转移的电子数相等这一恒等关系。

（1）蓄电池放电时，发生原电池反应

负极上的反应是Pb－2e ^－ +SO ====PbSO ₄

（2）由电池反应有：2e ^－ ～2H ₂ SO ₄ 的关系；又由电解反应2CuSO ₄ +2H ₂ O 2Cu↓+2H ₂ SO ₄ +O ₂ ↑，有4e ^－ ～2Cu的关系。可得2H ₂ SO ₄ ～Cu～2e ^－ 的关系，电解CuSO ₄ 溶液生成的Cu的物质的量为 =0.025 mol。

故蓄电池中消耗H ₂ SO ₄ 的物质的量为2×0.025 mol=0.05 mol。

（3）蓄电池充电时发生电解反应 有2e ^－ ～Pb～PbO ₂ ～2PbSO ₄ 的关系，即有e ^－ ～PbSO ₄ 的关系。

3.03 g PbSO ₄ 的物质的量为3.03 g/303 g·mol ^－1 =0.01 mol，转变为Pb和PbO ₂ 需转移e ^－ 的量为0.01 mol。

答案：（1）Pb－2e ^－ +SO ====PbSO ₄  （2）0.05 mol  （3）0.01 mol