题目
铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。（1）十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。铅酸电池工作原理：PbO2+Pb+2H2SO4⇌_(充电)^放电2PbSO4+2H2O①充电时，阴极发生的电极反应为 ____ 。②放电时，产生a库仑电量，消耗H2SO4的物质的量为 ____ mol。已知：转移1mol电子所产生的电量为96500库仑。③35%～40%H2SO4作为电解质溶液性质稳定、有较强的导电能力，(SO)_(4)^2-参与电极反应并有利于保持电压稳定。该体系中(SO)_(4)^2-不氧化Pb,(SO)_(4)^2-氧化性弱与其结构有关，(SO)_(4)^2-的空间结构是 ____ 。④铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗：PbO2电极在H2SO4作用下产生的O2可将Pb电极氧化。O2氧化Pb发生反应的化学方程式为 ____ 。（2）随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系示意图如图。H2O2、酸 含 (b)^2+ 电解 Pb-|||-废旧 预处理 PbSO NaOH溶液 Pb(OH) Ⅱ 溶液-|||-铅酸 PbO PbO-|||-电池 PbO I PbO K2S2O4、 强碱 PbO2-|||-Ⅲ①将PbSO4等物质转化为Pb2+的过程中，步骤Ⅰ加入NaOH溶液的目的是 ____ 。②步骤Ⅱ、Ⅲ中H2O2和K2S2O8作用分别是 ____ 。（3）铅酸电池使用过程中，负极因生成导电性差的大颗粒PbSO4，导致电极逐渐失活。通过向负极添加石墨、多孔碳等碳材料，可提高铅酸电池性能。碳材料的作用有 ____ （填序号）。a.增强负极导电性b.增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒PbSO4c.碳材料作还原剂，使PbO2被还原
铅酸电池是用途广泛并不断发展的化学电源。
（1）十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。
铅酸电池工作原理：PbO2+Pb+2H2SO4$⇌_{充电}^{放电}$2PbSO4+2H2O
①充电时，阴极发生的电极反应为 ____ 。
②放电时，产生a库仑电量，消耗H2SO4的物质的量为 ____ mol。
已知：转移1mol电子所产生的电量为96500库仑。
③35%～40%H2SO4作为电解质溶液性质稳定、有较强的导电能力，${SO}_{4}^{2-}$参与电极反应并有利于保持电压稳定。该体系中${SO}_{4}^{2-}$不氧化Pb,${SO}_{4}^{2-}$氧化性弱与其结构有关，${SO}_{4}^{2-}$的空间结构是 ____ 。
④铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗：PbO2电极在H2SO4作用下产生的O2可将Pb电极氧化。O2氧化Pb发生反应的化学方程式为 ____ 。
（2）随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系示意图如图。
①将PbSO4等物质转化为Pb2+的过程中，步骤Ⅰ加入NaOH溶液的目的是 ____ 。
②步骤Ⅱ、Ⅲ中H2O2和K2S2O8作用分别是 ____ 。
（3）铅酸电池使用过程中，负极因生成导电性差的大颗粒PbSO4，导致电极逐渐失活。通过向负极添加石墨、多孔碳等碳材料，可提高铅酸电池性能。碳材料的作用有 ____ （填序号）。
a.增强负极导电性
b.增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒PbSO4
c.碳材料作还原剂，使PbO2被还原
（1）十九世纪，铅酸电池工作原理初步形成并延续至今。
铅酸电池工作原理：PbO2+Pb+2H2SO4$⇌_{充电}^{放电}$2PbSO4+2H2O
①充电时，阴极发生的电极反应为 ____ 。
②放电时，产生a库仑电量，消耗H2SO4的物质的量为 ____ mol。
已知：转移1mol电子所产生的电量为96500库仑。
③35%～40%H2SO4作为电解质溶液性质稳定、有较强的导电能力，${SO}_{4}^{2-}$参与电极反应并有利于保持电压稳定。该体系中${SO}_{4}^{2-}$不氧化Pb,${SO}_{4}^{2-}$氧化性弱与其结构有关，${SO}_{4}^{2-}$的空间结构是 ____ 。
④铅酸电池储存过程中，存在化学能的缓慢消耗：PbO2电极在H2SO4作用下产生的O2可将Pb电极氧化。O2氧化Pb发生反应的化学方程式为 ____ 。
（2）随着铅酸电池广泛应用，需要回收废旧电池材料，实现资源的再利用。回收过程中主要物质的转化关系示意图如图。
①将PbSO4等物质转化为Pb2+的过程中，步骤Ⅰ加入NaOH溶液的目的是 ____ 。
②步骤Ⅱ、Ⅲ中H2O2和K2S2O8作用分别是 ____ 。
（3）铅酸电池使用过程中，负极因生成导电性差的大颗粒PbSO4，导致电极逐渐失活。通过向负极添加石墨、多孔碳等碳材料，可提高铅酸电池性能。碳材料的作用有 ____ （填序号）。
a.增强负极导电性
b.增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒PbSO4
c.碳材料作还原剂，使PbO2被还原
题目解答
答案
（1）①充电时，阴极发生还原反应，电极反应式为：PbSO4+2e-= Pb+${SO}_{4}^{2-}$，
故答案为：PbSO4+2e-= Pb+${SO}_{4}^{2-}$；
②放电时，总反应中每转移2mol电子消耗2mol H2SO4，已知1mol电子对应96500库仑电量，产生a库仑电量时，转移电子的物质的量为$\frac{a}{96500}$mol,故消耗H2SO4的物质的量为：$\frac{a}{96500}$mol,
故答案为：$\frac{a}{96500}$；
③${SO}_{4}^{2}$⁻中S原子的价层电子对数为4，无孤对电子，其空间结构为：正四面体形，
故答案为：正四面体形；
④O2在H2SO4作用下氧化Pb的化学方程式为：2Pb+O2+2H2SO4= 2PbSO4+2H2O，
故答案为：2Pb+O2+2H2SO4= 2PbSO4+2H2O；
（2）①步骤Ⅰ加入NaOH溶液的目的是将PbSO4转化为易溶于酸的Pb（OH）2沉淀，反应为：PbSO4+2NaOH=Pb（OH）2↓+Na2SO4，便于后续酸溶得到Pb2+，
故答案为：将PbSO4转化为易溶于酸的Pb（OH）2沉淀，反应为：PbSO4+2NaOH=Pb（OH）2↓+Na2SO4，便于后续酸溶得到Pb2+；
②步骤Ⅱ中H2O2作还原剂，在酸性条件下将高价铅化合物（如PbO2）还原为低价态（如Pb2+）；步骤Ⅲ中K2S2O8作强氧化剂，可能将Pb2+氧化为PbO2，或用于分解残留的有机物，
故答案为：作还原剂、作强氧化剂；
（3）a.增强负极导电性（石墨和多孔碳为良导体，改善电极导电性能），故a正确；
b.增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒PbSO4（抑制大颗粒 PbSO4形成，延缓电极失活），故b正确；
c.负极的主要材料是Pb,且电解质环境为酸性，不能使PbO2被还原，故c错误；
故答案为：ab。
故答案为：PbSO4+2e-= Pb+${SO}_{4}^{2-}$；
②放电时，总反应中每转移2mol电子消耗2mol H2SO4，已知1mol电子对应96500库仑电量，产生a库仑电量时，转移电子的物质的量为$\frac{a}{96500}$mol,故消耗H2SO4的物质的量为：$\frac{a}{96500}$mol,
故答案为：$\frac{a}{96500}$；
③${SO}_{4}^{2}$⁻中S原子的价层电子对数为4，无孤对电子，其空间结构为：正四面体形，
故答案为：正四面体形；
④O2在H2SO4作用下氧化Pb的化学方程式为：2Pb+O2+2H2SO4= 2PbSO4+2H2O，
故答案为：2Pb+O2+2H2SO4= 2PbSO4+2H2O；
（2）①步骤Ⅰ加入NaOH溶液的目的是将PbSO4转化为易溶于酸的Pb（OH）2沉淀，反应为：PbSO4+2NaOH=Pb（OH）2↓+Na2SO4，便于后续酸溶得到Pb2+，
故答案为：将PbSO4转化为易溶于酸的Pb（OH）2沉淀，反应为：PbSO4+2NaOH=Pb（OH）2↓+Na2SO4，便于后续酸溶得到Pb2+；
②步骤Ⅱ中H2O2作还原剂，在酸性条件下将高价铅化合物（如PbO2）还原为低价态（如Pb2+）；步骤Ⅲ中K2S2O8作强氧化剂，可能将Pb2+氧化为PbO2，或用于分解残留的有机物，
故答案为：作还原剂、作强氧化剂；
（3）a.增强负极导电性（石墨和多孔碳为良导体，改善电极导电性能），故a正确；
b.增大负极材料比表面积，利于生成小颗粒PbSO4（抑制大颗粒 PbSO4形成，延缓电极失活），故b正确；
c.负极的主要材料是Pb,且电解质环境为酸性，不能使PbO2被还原，故c错误；
故答案为：ab。