硫酸为什么能做蓄电池?
因为硫酸用填满海绵状铅的铅板作负极,填满二氧化铅的铅板作正极,并用22~28%的稀硫酸作电解质。在充电时,电能转化为化学能,放电时化学能又转化为电能。所以,硫酸能做蓄电池。
硫酸(化学式:H₂SO₄),硫的最重要的含氧酸。无水硫酸为无色油状液体,10.36℃时结晶,通常使用的是它的各种不同浓度的水溶液,用塔式法和接触法制取。前者所得为粗制稀硫酸,质量分数一般在75%左右;后者可得质量分数98.3%的纯浓硫酸,沸点338℃,相对密度1.84。
硫酸是一种最活泼的二元无机强酸,能和许多金属发生反应。高浓度的硫酸有强烈吸水性,可用作脱水剂,碳化木材、纸张、棉麻织物及生物皮肉等含碳水化合物的物质。与水混合时,亦会放出大量热能。其具有强烈的腐蚀性和氧化性,故需谨慎使用。是一种重要的工业原料,可用于制造肥料、药物、炸药、颜料、洗涤剂、蓄电池等,也广泛应用于净化石油、金属冶炼以及染料等工业中。常用作化学试剂,在有机合成中可用作脱水剂和磺化剂。
化学能转换成电能的装置叫化学电池,一般简称为电池。放电后,能够用充电的方式使内部活性物质再生——把电能储存为化学能;需要放电时再次把化学能转换为电能。将这类电池称为蓄电池(Storage Battery),也称二次电池。
所谓蓄电池即是贮存化学能量,于必要时放出电能的一种电气化学设备。
纯硫酸吗?不可能吧。
如果是的话,就是0.5mol,因为硫酸的物质的量是98g/mol。
完全电离可以生成1mol氢离子,0.5mol硫酸根离子。
最后一句没看懂。应该是氢离子或者硫酸根离子吧?如果是氢离子,那就是1.5mol,嗯,是147克。如果是硫酸根离子,那就是73.5克了。
与电解水一样。溶液离的稀硫酸没有变化,只起增加导电能力的作用。所以说是电解水。
醋酸在水中溶解存在电离平衡 而盐酸,硫酸没有电力平衡
组成上:醋酸是有机酸
盐酸,硫酸是无机酸
硫酸呈酸性是因为在水中会解离出氢离子和硫酸根离子,氢离子呈酸性,所以硫酸呈酸性
1、铅酸蓄电池电动势的产生
铅酸蓄电池充电后,正极板二氧化铅(PbO2),在硫酸溶液中水分子的作用下,少量二氧化铅与水生成可离解的不稳定物质--氢氧化铅(Pb(OH)4),氢氧根离子在溶液中,铅离子(Pb4)留在正极板上,故正极板上缺少电子。
铅酸蓄电池充电后,负极板是铅(Pb),与电解液中的硫酸(H2SO4)发生反应,变成铅离子(Pb2),铅离子转移到电解液中,负极板上留下多余的两个电子(2e)。
可见,在未接通外电路时(电池开路),由于化学作用,正极板上缺少电子,负极板上多余电子,如右图所示,两极板间就产生了一定的电位差,这就是电池的电动势。
2、铅酸蓄电池放电过程的电化反应
铅酸蓄电池放电时,在蓄电池的电位差作用下,负极板上的电子经负载进入正极板形成电流I。同时在电池内部进行化学反应。
负极板上每个铅原子放出两个电子后,生成的铅离子(Pb2)与电解液中的硫酸根离子(SO4-2)反应,在极板上生成难溶的硫酸铅(PbSO4)。
正极板的铅离子(Pb4)得到来自负极的两个电子(2e)后,变成二价铅离子(Pb2),,与电解液中的硫酸根离子(SO4-2)反应,在极板上生成难溶的硫酸铅(PbSO4)。正极板水解出的氧离子(O-2)与电解液中的氢离子(H)反应,生成稳定物质水。
电解液中存在的硫酸根离子和氢离子在电力场的作用下分别移向电池的正负极,在电池内部形成电流,整个回路形成,蓄电池向外持续放电。
放电时H2SO4浓度不断下降,正负极上的硫酸铅(PbSO4)增加,电池内阻增大(硫酸铅不导电),电解液浓度下降,电池电动势降低。
而硫酸铜是一种盐,在水中电力成铜离子和硫酸根离子,而铜离子可以水解生成氢离子,所以从某种意义上来说,硫酸铜溶液呈现弱酸性,但是酸性不强,而且和某些较活泼金属反应只能生成单质铜.
硫酸铜(硫酸铜晶体俗名:蓝矾、胆矾)
①加热蓝色硫酸铜晶变为白色
无水硫酸铜是白色固体,遇水变蓝色
CuSO4·5H2O
CuSO4
+5H2O
↑
CuSO4
+5H2O=
CuSO4·5H2O
②硫酸铜溶液跟可溶性碱反应有蓝色沉淀生成物:CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2
SO4
③置换反应Fe
+
CuSO4
=FeSO4
+
Cu
Zn
+
CuSO4
=ZnSO4
+
Cu
1.铅蓄电池放电:
设铅蓄电池已经过别的电源充电,这时正极板表面是一层二氧化铅(Pbo2),而负极极为海绵状铅。电解波(稀硫酸溶液)中分子离解,形成正的氢离子(2H+)及负的硫酸根离子(SO24-2)。当铅蓄电池接入负载,闭合电路产生电流,在蓄电池内部的电流是离子电流,方向是由负极板向正极板。
所以正的氢离子向正极板移动,在正极板上产生如下的化学反应:
PbO2+2H++H2SO4=2H2O+PbSO4
负的离子(SO24-2))向负极板移动,在负极板上发生的化学反应为:
Pb2+SO24-2)=PbSO4
可见,在铅蓄电池放电终结时,两极板表面都生成硫酸铅,电解液中硫酸则随放电过程而被消耗,同时形成水,使硫酸溶液浓度变小。这样由于两极板都是同一种物质的导体,就不能作为化学电源了。
2.铅蓄电池充电:
将另一个电源的正、负极与被充电的铅蓄电池的正、负极相连。这时蓄电池内部电流方向是从正极板向负极板,硫酸溶液中的正的氢离子向负极板移动。在负极板上发生的化学反应为:
PbSO4+2H+=Pb2+H2SO4
可见经过充电,负极板表面又重新形成一层海绵状的铅,同时形成硫酸,硫酸溶液中的硫酸根负离子(SO4-2))向正极板移动,与正极板发生的化学反应为:
PbSO4+2H2O+SO4-2-=PbO2+2H2SO4
可见充电的结果,使两个极板表面成为不同物质的导体,硫酸的浓度也得到恢复,于是又成为化学电源。
铅酸电池的化学反应原理如下
负极反应:Pb+HSO4-
PbSO4+H++2e
正极反应:PbO2+2e+HSO4-+3H+
PbSO4+2H2O
电极反应:PbO
2
+2
H+
+2HSO
4-
+Pb
2Pb
2
SO
4
+2
H
2
O
充电状态
放电状态
从上述反应原理可以看到,在放电时,正负极材料都与电解液中的硫酸反应生成硫酸铅,所以叫"双硫酸盐化反应"。在正常情况下,所生成的硫酸铅结构疏松,并且其晶体非常细小,电化学活性很高,这种活性很高的硫酸铅在充电时可以在电流作用下重新生成正极的二氧化铅和负极的海绵状铅。通过这种稳定的可逆过程,电池实现了储存电能和释放电能的作用