Question

铅蓄电池是最常见的二次电池，广泛应用于汽车、电动车等领域。

（1）铅蓄电池中，覆盖有PbO₂的电极为_______极，另一极覆盖有Pb，电解质为_______。

（2）铅蓄电池完全放电后，正极表面主要覆盖物是_______，充电时铅蓄电池的负极表面发生_______ (填“氧化”或“还原”)反应。

（3）以石墨为电极电解Pb(NO₃)₂和Cu(NO₃)₂的混合溶液可制得PbO₂。电解时阳极发生的电极反应式为___________________，阴极观察到的现象是_______________；若电解液中不加入Cu(NO₃)₂，阴极发生的电极反应式为_______________________。

Answer

正 硫酸溶液 PbSO4 还原 Pb2++2H2O-2e-=PbO2↓+4H+ 石墨上包上铜镀层 Pb2++2e-=Pb↓

【解析】试题分析：本题考查铅蓄电池的工作原理，电解原理的应用。

（1）铅蓄电池的电池反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，放电时PbO2中Pb元素的化合价由+4价降为PbSO4中的+2价，PbO2发生还原反应，则覆盖PbO2的电极为正极。覆盖Pb的为负极，电解质为硫酸溶液。

（2）放电时正极电极反应为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，放电完全后正极表面主要覆盖物为PbSO4。充电时铅蓄电池的负极与外加直流电源的负极相连，此时电极为阴极，表面发生得电子的还原反应，电极反应为PbSO4+2e-=Pb+SO42-。

（3）以石墨为电极电解Pb（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液可制得PbO2，Pb2+→PbO2为氧化过程，为阳极反应，阳极电极反应式为Pb2+-2e-+2H2O=PbO2+4H+。根据放电顺序Cu2+Pb2+，阴极电极反应为Cu2++2e-=Cu，阴极观察到的现象为石墨上包上铜镀层。若电解液中不加入Cu（NO3）2，阴极的电极反应式为Pb2++2e-=Pb↓。