【铅蓄电池在放电时的电极反应式】铅蓄电池是一种常见的二次电池，广泛应用于汽车启动电源、备用电源等领域。其工作原理基于氧化还原反应，在放电过程中，正极和负极分别发生不同的化学反应，从而产生电流。以下是对铅蓄电池在放电时电极反应式的总结与归纳。
一、铅蓄电池的基本结构
铅蓄电池由两个铅电极（一个为正极，一个为负极）和稀硫酸电解液组成。正极通常为二氧化铅（PbO₂），负极为纯铅（Pb），电解液为硫酸（H₂SO₄）溶液。
二、放电过程中的电极反应
在放电过程中，铅蓄电池将化学能转化为电能，具体反应如下：
1. 负极（阳极）反应
在放电过程中，负极发生氧化反应，铅被氧化成铅离子（Pb²⁺），并进入电解液中。
反应式：
$$ \text{Pb} + \text{SO}_4^{2-} \rightarrow \text{PbSO}_4 + 2e^- $$
说明：
- 铅（Pb）失去电子被氧化为 Pb²⁺
- 硫酸根离子（SO₄²⁻）与 Pb²⁺ 结合生成硫酸铅（PbSO₄）沉积在负极表面
2. 正极（阴极）反应
在放电过程中，正极发生还原反应，二氧化铅（PbO₂）被还原为硫酸铅（PbSO₄）。
反应式：
$$ \text{PbO}_2 + \text{SO}_4^{2-} + 4\text{H}^+ + 2e^- \rightarrow \text{PbSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} $$
说明：
- 二氧化铅（PbO₂）获得电子被还原
- 硫酸根离子（SO₄²⁻）和氢离子（H⁺）参与反应，生成硫酸铅和水
3. 总反应式
将正极和负极的反应合并，得到铅蓄电池放电的总反应：
$$ \text{Pb} + \text{PbO}_2 + 2\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2\text{PbSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O} $$
三、反应特点总结
| 反应类型 | 电极 | 反应式 | 说明 |
| 氧化反应 | 负极 | $\text{Pb} + \text{SO}_4^{2-} \rightarrow \text{PbSO}_4 + 2e^-$ | 铅被氧化为硫酸铅 |
| 还原反应 | 正极 | $\text{PbO}_2 + \text{SO}_4^{2-} + 4\text{H}^+ + 2e^- \rightarrow \text{PbSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}$ | 二氧化铅被还原为硫酸铅 |
| 总反应 | - | $\text{Pb} + \text{PbO}_2 + 2\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2\text{PbSO}_4 + 2\text{H}_2\text{O}$ | 整体反应生成硫酸铅和水 |
四、注意事项
- 放电过程中，电解液浓度逐渐降低，因为硫酸被消耗，生成水。
- 两极均生成硫酸铅（PbSO₄），这是铅蓄电池放电的显著特征。
- 当电池完全放电后，若需要再次使用，必须进行充电，使反应逆向进行。
通过以上分析可以看出，铅蓄电池在放电时的电极反应是典型的氧化还原过程，其反应机制清晰且具有可逆性，是研究和应用中非常重要的知识点。