铅蓄电池

实验目的

理解铅蓄电池放电和充电的原理,会写两极反应式。

实验原理

放电时负极:Pb + SO₄^2- - 2e- = PbSO₄;正极:PbO₂ + 4H+ + SO₄^2- + 2e- = PbSO₄ + 2H₂O。总反应:Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ =放电= 2PbSO₄ + 2H₂O。充电时反应逆向进行。

实验器材

• 铅板(负极)
• 二氧化铅板(正极)
• 稀硫酸
• 导线与用电器
• 直流电源(充电用)

实验步骤

1. 观察电池结构:铅板、二氧化铅板浸在稀硫酸中。
2. 连接用电器,观察放电时电子和离子的移动方向。
3. 观察放电时两极板上的变化和硫酸浓度变化。
4. 改接直流电源,观察充电时的变化。
5. 对比放电与充电的电极反应式。

实验现象与结论

放电时两极板表面都生成难溶的 PbSO₄,硫酸被消耗,浓度和溶液密度减小。充电时 PbSO₄ 又转化为 Pb 和 PbO₂,硫酸浓度恢复。结论:铅蓄电池的放电与充电互为逆过程,可反复使用。

注意事项

• 稀硫酸有腐蚀性,避免接触皮肤和衣物。
• 铅及其化合物有毒,废旧电池应规范回收。

常见问题

铅蓄电池放电时溶液 pH 怎么变?

放电消耗硫酸并生成水,H+ 浓度减小,pH 增大。

充电时铅板应接电源哪一极?

接电源负极,此时铅板作阴极,PbSO₄ 被还原为 Pb。