Acquy chì là một nguồn điện thứ cấp quen thuộc, đóng vai trò khởi động động cơ và cung cấp năng lượng cho các thiết bị điện trên xe máy, ô tô. Về cấu tạo, acquy chì gồm một điện cực là kim loại Pb và điện cực còn lại là Pb có phủ PbO2 nhúng trong dung dịch H2SO4 nồng độ khoảng 40%, khối lượng riêng (tỉ trọng) của dung dich sulfuric acid bên trong acquy phụ thuộc vào nồng độ của nó. Khi acquy phóng điện, quá trình xảy ra tại các điện cực như sau:
Tại cực (-): Pb(s) + HSO4-(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e
Tai cưc (+): PbO2(s) + HSO4-(aq) + 3H+(aq) + 2e → PbSO4(s) + 2H2O(l)
Khi sạc điện cho acquy, phản ứng điện hóa xảy ra theo chiều ngược lại với phản ứng khi acquy phóng điện. (Biết điện lượng được tính theo công thức: q = I.t = ne.F; F = 96500 C/mol, không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng phần trăm).
Cho các phát biểu sau:
(1) Quá trình sạc điện cho acquy bản chất là quá trình chuyển điện năng thành hóa năng dự trữ.
(2) Khi acquy phóng điện, ở anode xảy ra quá trình oxi hóa Pb.
(3) Để một acquy có dung lượng phóng điện tối đa là 60 Ah (ampe-giờ) thì khối lượng PbO2 tối thiều cần có ở điện cực dương là 534,96 gam.
(4) Phản ứng hóa học xảy ra khi sạc điện cho acquy là: Pb(s) + PbO2(s) + 2HSO4-(aq) + 2H+(aq) → 2PbSO4(s) + 2H2O(l)
(5) Để kiểm tra sơ bộ tình trạng sạc điện của acquy, người ta đo tỉ trọng của dung dịch bên trong acquy, khi tỉ trọng tăng so với lúc đầu chứng tỏ acquy đang được sạc điện.
Các phát biểu đúng gồm những phát biểu nào? (Liệt kê theo thứ tự từ nhỏ đến lớn, ví dụ 123; 234;…).
Câu trả lời tốt nhất
(1) Đúng, dòng điện “ép” các phản ứng không thể tự xảy ra phải xảy ra và tích trữ năng lượng dưới dạng hóa năng trong các chất sản phẩm.
(2) Đúng, tại anode (cực -), Pb bị oxi hóa:
Pb(s) + HSO4-(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e
(3) Sai
q = 60 Ah = 216000 As
—> ne = q/F = 216000/96500 = 432/193
nPbO2 = ne/2 = 216/193 —> mPbO2 = 267,48 gam
(4) Sai, phản ứng trên xảy ra khi acquy phóng điện. Khi acquy sạc điện phản ứng ngược lại:
2PbSO4(s) + 2H2O(l) → Pb(s) + PbO2(s) + 2HSO4-(aq) + 2H+(aq)
(5) Đúng:
Phóng điện: H2SO4 bị tiêu thụ → dung dịch loãng → tỉ trọng giảm
Sạc điện: H2SO4 được tái sinh → dung dịch đậm đặc hơn → tỉ trọng tăng
