Question

【題目】大力發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)，可以有效控制空氣污染。目前機(jī)動(dòng)車(chē)常使用的電池有鉛蓄電池、鋰電池等。

I．鉛蓄電池充放電的總反應(yīng)為：PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O，鋰硫電池充放電的總反應(yīng)為：2Li+SLi2S。

（1）82Pb的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 。鉛蓄電池的正極材料為_(kāi)________。

（2）當(dāng)消耗等質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時(shí)，鋰硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的 ____倍。(保留三位有效數(shù)字)。

（3）古代用PbSO4作油畫(huà)的白色顏料，置于空氣會(huì)慢慢變成黑色的PbS，從而使油畫(huà)色彩變暗。用H2O2清洗可使油畫(huà)“復(fù)原”。用化學(xué)方程式表示該復(fù)原的原理________。

II．由方鉛礦(PbS)制備鉛蓄電池電極材料(PbO2)的方法如下：

（4）濾液X是一種可循環(huán)使用的物質(zhì)，其溶質(zhì)主要是__________________(填化學(xué)式)，若X中殘留的過(guò)多，循環(huán)使用時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題是___________________________。

（5）向 PbSO4中加Na2CO3溶液會(huì)發(fā)生：PbSO4 (s)+ (aq)PbCO3 (s)+ (aq)。已知25℃時(shí)，Ksp(PbSO4)= 1.8×10－8，Ksp(PbCO3)=1.5×10－13。列式并計(jì)算該反應(yīng)此溫度下的平衡常數(shù)K 。(提示：需寫(xiě)出K的表達(dá)式、代入數(shù)據(jù)、算出結(jié)果)

（6）以石墨為電極電解Pb(NO3)2溶液也可以制得PbO2。PbO2將在 極生成(填“陰”或“陽(yáng)”)；而另一極的電極反應(yīng)式為 ，故Pb元素的利用率較低。若在Pb(NO3)2溶液中加入適量Cu(NO3)2則可有效利用Pb2+，其理由是___________________。

Answer 1

【答案】（1） PbO2

（2）14.8

（3）PbS+ 4H2O2PbSO4+4H2O

（4）HNO3 方鉛礦在被浸出時(shí)會(huì)部分轉(zhuǎn)化成PbSO4隨濾渣排除，損失鉛元素

（5）K=== 1.2×105

（6）陽(yáng) Pb2++2e Pb

Cu2+優(yōu)先Pb2+在陰極放電，從而提高Pb2+轉(zhuǎn)變?yōu)镻bO2的利用率

【解析】本題主要考查原電池原和電解池的綜合應(yīng)用。

（1）Pb與C同屬I(mǎi)V A，82Pb的原子結(jié)構(gòu)示意圖為。鉛蓄電池的正極材料為PbO2。

當(dāng)消耗等質(zhì)量的負(fù)極活性物質(zhì)時(shí)，鋰硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的=14.8倍。

（3）用H2O2清洗可使油畫(huà)“復(fù)原”時(shí)，PbS變?yōu)镻bSO4，H2O2變?yōu)镠2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為PbS+ 4H2O2PbSO4+4H2O。

（4）濾液X是一種可循環(huán)使用的物質(zhì)，其溶質(zhì)主要是HNO3，若X中殘留的過(guò)多，循環(huán)使用時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題是方鉛礦在被浸出時(shí)會(huì)部分轉(zhuǎn)化成PbSO4隨濾渣排除，損失鉛元素。

（5）K== = =1.2×105。

（6）PbO2將在陽(yáng)極生成；而另一極的電極反應(yīng)式為Pb2++2e Pb，故Pb元素的利用率較低。若在Pb(NO3)2溶液中加入適量Cu(NO3)2則可有效利用Pb2+，其理由是Cu2+優(yōu)先Pb2+在陰極放電，從而提高Pb2+轉(zhuǎn)變?yōu)镻bO2的利用率。