Номер 7, страница 69, часть 2 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 7. Постоянный электрический ток. Параграф 55. Источники тока - номер 7, страница 69.

Условие.

7. Вставьте пропущенные слова.

При зарядке разряженного аккумулятора от внешнего источника тока на отрицательно заряженном электроде аккумулятора выделяется _________, а на другом электроде _________. При этом концентрация серной кислоты _________.

Решение.

Решение

Свинцово-кислотный аккумулятор состоит из свинцовых решётчатых пластин (электродов), погруженных в электролит, которым служит водный раствор серной кислоты ($H_2SO_4$). В полностью заряженном аккумуляторе активное вещество на отрицательном электроде представляет собой губчатый свинец ($\text{Pb}$), а на положительном — диоксид свинца ($PbO_2$).

При разрядке аккумулятора происходит химическая реакция, в ходе которой свинец и диоксид свинца взаимодействуют с серной кислотой, образуя на обоих электродах сульфат свинца ($PbSO_4$). При этом серная кислота расходуется, а вода образуется, что ведет к уменьшению плотности и концентрации электролита.

Процесс зарядки аккумулятора является обратным процессу разрядки. К аккумулятору подключают внешний источник постоянного тока, и он работает в режиме электролизёра. Электрическая энергия преобразуется в химическую, восстанавливая исходные вещества на электродах.

1. На отрицательном электроде (катоде при зарядке) происходит процесс восстановления сульфата свинца до металлического свинца. Положительные ионы свинца ($Pb^{2+}$) из кристаллической решётки $PbSO_4$ принимают электроны от внешнего источника:

$PbSO_4 + 2e^- \rightarrow Pb + SO_4^{2-}$

Таким образом, на отрицательном электроде выделяется свинец.

2. На положительном электроде (аноде при зарядке) происходит процесс окисления сульфата свинца до диоксида свинца. Этот процесс сопровождается отдачей электронов внешнему источнику:

$PbSO_4 + 2H_2O - 2e^- \rightarrow PbO_2 + SO_4^{2-} + 4H^+$

Следовательно, на другом, положительном, электроде образуется диоксид свинца.

3. В результате этих электродных процессов в растворе электролита появляются ионы $SO_4^{2-}$ (на обоих электродах) и ионы водорода $H^+$ (на положительном электроде). Они объединяются, образуя молекулы серной кислоты ($2H^+ + SO_4^{2-} \rightarrow H_2SO_4$). Общая реакция при зарядке выглядит так:

$2PbSO_4 + 2H_2O \xrightarrow{электрический ток} Pb + PbO_2 + 2H_2SO_4$

Как видно из уравнения, в ходе зарядки аккумулятора образуется серная кислота, что приводит к увеличению её концентрации и плотности в электролите.

Ответ:

При зарядке разряженного аккумулятора от внешнего источника тока на отрицательно заряженном электроде аккумулятора выделяется свинец, а на другом электроде диоксид свинца. При этом концентрация серной кислоты увеличивается.