Question

【題目】回答下列問題：

（1）鉛蓄電池的總反應為：Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O，放電時，負極反應式為___________，充電時，陽極反應式為___________。

（2）利用如圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護。

①若X為石墨，為減緩鐵的腐蝕，將開關K置于Ｎ處，該電化學防護法稱為___________。

②若X為鋅，開關K置于M處，該電化學防護法稱為__________。

（3）我國的科技人員為了消除SO2的污染，利用原電池原理，設計如圖2裝置用SO2和O2制備硫酸，電極A、B為多孔的材料。

① A極的電極反應式是________。

② B極的電極反應式是________。

Answer 1

【答案】Pb + SO42-－2e-＝ PbSO4 PbSO4 + 2H2O-2e-＝PbO2 + 4H+ + SO42- 外加電流的陰極保護法 犧牲陽極陰極保護法 4H+ + O2 + 4e-＝2H2O SO2 + 2H2O - 2e- ＝ SO42- + 4H+

【解析】

(1)放電時，該裝置是原電池，負極上鉛失電子發生氧化反應，充電時，該裝置是電解池，陽極失電子發生氧化反應；
(2)作原電池正極或作電解池陰極的金屬被保護；
(3)該原電池中，負極上失電子被氧化，所以負極上投放的氣體是二氧化硫，二氧化硫失電子和水反應生成硫酸根離子和氫離子，正極上投放的氣體是氧氣，正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水，根據硫酸和水的出口方向知，B極是負極，A極是正極，據此書寫電極反應式。

：(1)放電時，該裝置是原電池，負極上鉛失電子發生氧化反應，即Pb+SO42--2e-=PbSO4，在充電時，該裝置是電解池，陽極上硫酸鉛失電子發生氧化反應，即PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-，故答案為：Pb+SO42--2e-=PbSO4；PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-；
(2)①若X為石墨，為減緩鐵的腐蝕，將開關K置于N處，該裝置構成電解池，鐵作陰極而被保護，該電化學防護法稱為外加電流的陰極保護法；故答案為：外加電流的陰極保護法；
②若X為鋅，開關K置于M處，該裝置構成原電池，鋅易失電子作負極，鐵作正極而被保護，該電化學防護法稱為犧牲陽極的陰極保護法，故答案為：犧牲陽極的陰極保護法．
(3)該原電池中，負極上失電子被氧化，所以負極上投放的氣體是二氧化硫，即B極是負極，負極二氧化硫失電子和水反應生成硫酸根離子和氫離子，電極反應式是SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，正極上投放的氣體是氧氣，即A極是正極，正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水，電極反應式是4H++O2+4e-=2H2O，故答案為：①4H++O2+4e-=2H2O；②SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+。