Question

人们应用原电池原理制作了多种电池，以满足不同的需要，广泛使用于日常生活、生产和科学技术等方面，请根据题中提供的信息，填写空格。

(1)铅蓄电池在放电时发生的电池反应式为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄===2PbSO₄+2H₂O。正极电极反应为__________。

(2)某学习小组依据氧化还原反应：2Ag⁺+Cu===Cu²⁺+2Ag设计成原电池，则负极发生的电极反应为 ________，当反应进行到一段时间后取出电极材料，测得某一电极增重了5.4g，则该原电池反应共转移了的电子数目是_________。

(3)燃料电池是一种高效、环境友好的供电装置，如下图是电解质为稀硫酸溶液的氢氧燃料电池原理示意图，回答下列问题：

①该电池的正极反应式__________________________。

②若该电池的效率80%，当外电路通过0.2mo1电子时，消耗O₂的体积____L(标准状况)

Answer

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

【解析】

（1）根据铅蓄电池中正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅，写出电极方程式；

（2）根据总反应可知铜发生氧化反应，则铜失电子作原电池的负极；Ag为原电池的正极，正极上发生还原反应，根据电极反应式计算转移电子的数目；

（3）氢氧燃料电池中，通入氧气的一极为正极，发生还原反应；根据原电池中得失电子数目相等进行计算。

（1）铅蓄电池的电池总反应式为：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O，依据反应的总电池反应，反应中PbO2中元素化合价降低的是在正极得到电子发生还原反应生成硫酸铅，电极反应为：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O；故答案为：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O。

（2）在2Ag++Cu═Cu2++2Ag反应中，铜的化合价升高，发生氧化反应，则铜失电子作原电池的负极，电极反应为Cu-2e-═Cu2+；原电池工作时，负极铜失去电子被氧化生成铜离子，铜的质量逐渐减少，溶液中的银离子在正极银得电子发生还原反应生成银，所以正极增重的质量就是析出银的质量，当银电极质量增加5.4g时，n（Ag）=5.4g÷108g/mol =0.05mol，根据电极反应Ag++e-=Ag，可知原电池反应共转移电子的数目为0.05NA，故答案为：Cu-2e-═Cu2+；0.05NA。

（3）①氢氧燃料电池中，通入氧气的一极为正极，发生还原反应，该电池的正极方程式为：O2+4e-+4H+=2H2O；故答案为：O2+4e-+4H+=2H2O。

②设参加反应的氧气的体积为VL（标准状况），则×80%×4mol=0.2mol，解得V=1.4L，故答案为：1.4。