Acquy chì được sử dụng phổ biến trong nhiều phương tiện giao thông như xe máy, ô tô. Acquy chì gồm một điện cực Pb và một điện cực Pb có phủ PbO2 nhúng trong dung dịch H2SO4 nồng độ khoảng 40%. Phản ứng xảy ra trong acquy chì khi phóng điện và khi nạp điện như sau:
Pb(s) + PbO2(s) + 2H+(aq) + 2HSO4-(aq) ⇋ 2PbSO4(s) + 2H2O(l)
Trong đó quá trình thuận là quá trình phóng điện, quá trình nghịch là quá trình nạp điện.
a) Khi acquy phóng điện, ở anode xảy ra quá trình oxi hóa Pb.
b) Trong quá trình nạp điện cho acquy chì bằng dòng điện một chiều có cường độ 2,0A trong 1 giờ thì có 26,2 gam PbSO4 tham gia phản ứng. Giả thiết: H2SO4 40% chỉ là acid mạnh ở nấc thứ nhất; hiệu suất quá trình nạp điện cho acquy chì đạt 100%. Biết điện lượng được tính theo công thức: q = I.t = n.F. Trong đó t là thời gian (s), I là cường độ dòng điện (A), n là số mol electron trao đổi ở mỗi điện cực, F = 96500 C/mol. (Kết quả chỉ được làm tròn ở bước tính cuối cùng và làm tròn đến hàng phần mười).
c) Khi acquy nạp điện, ở cathode xảy ra quá trình chuyển PbSO4 thành PbO2.
d) Trong quá trình phóng điện, khối lượng của anode giảm còn khối lượng của cathode tăng.
Câu trả lời tốt nhất
• Khi nạp điện:
Anode (+): PbSO4 + SO42- + 2H2O —> PbO2 + 2H2SO4 + 2e
Cathode (-): PbSO4 + 2e + 2H+ —> Pb + H2SO4
• Khi phóng điện:
Anode (-): Pb + SO42- —> PbSO4 + 2e
Cathode (+): PbO2 + H2SO4 + 2H+ + 2e —> PbSO4 + 2H2O
(a) Đúng, khi phóng điện, tại anode:
Pb —> Pb2+ + 2e
Pb2+ + SO42- —> PbSO4
(b) Sai
ne trao đổi = It/F = 72/965 (mol)
—> nPbSO4 (Anode) = nPbSO4 (Cathode) = 36/965
—> nPbSO4 phản ứng tổng = 72/965
—> mPbSO4 phản ứng tổng = 303.72/965 = 22,6 gam
(c) Sai, khi acquy nạp điện, ở cathode xảy ra quá trình chuyển PbSO4 thành Pb.
(d) Sai, khi phóng điện khối lượng các điện cực đều tăng do các chuyển hóa Pb (207) —> PbSO4 (303) và PbO2 (239) —> PbSO4 (303).