Question

【题目】大力发展电动汽车，可以有效控制空气污染。目前机动车常使用的电池有铅蓄电池、锂电池等。

I．铅蓄电池充放电的总反应为：PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O，锂硫电池充放电的总反应为：2Li+SLi2S。

（1）82Pb的原子结构示意图为 。铅蓄电池的正极材料为_________。

（2）当消耗等质量的负极活性物质时，锂硫电池的理论放电量是铅蓄电池的 ____倍。(保留三位有效数字)。

（3）古代用PbSO4作油画的白色颜料，置于空气会慢慢变成黑色的PbS，从而使油画色彩变暗。用H2O2清洗可使油画“复原”。用化学方程式表示该复原的原理________。

II．由方铅矿(PbS)制备铅蓄电池电极材料(PbO2)的方法如下：

（4）滤液X是一种可循环使用的物质，其溶质主要是__________________(填化学式)，若X中残留的过多，循环使用时可能出现的问题是___________________________。

（5）向 PbSO4中加Na2CO3溶液会发生：PbSO4 (s)+ (aq)PbCO3 (s)+ (aq)。已知25℃时，Ksp(PbSO4)= 1.8×10－8，Ksp(PbCO3)=1.5×10－13。列式并计算该反应此温度下的平衡常数K 。(提示：需写出K的表达式、代入数据、算出结果)

（6）以石墨为电极电解Pb(NO3)2溶液也可以制得PbO2。PbO2将在 极生成(填“阴”或“阳”)；而另一极的电极反应式为 ，故Pb元素的利用率较低。若在Pb(NO3)2溶液中加入适量Cu(NO3)2则可有效利用Pb2+，其理由是___________________。

Answer 1

【答案】（1） PbO2

（2）14.8

（3）PbS+ 4H2O2PbSO4+4H2O

（4）HNO3 方铅矿在被浸出时会部分转化成PbSO4随滤渣排除，损失铅元素

（5）K=== 1.2×105

（6）阳 Pb2++2e Pb

Cu2+优先Pb2+在阴极放电，从而提高Pb2+转变为PbO2的利用率

【解析】本题主要考查原电池原和电解池的综合应用。

（1）Pb与C同属IV A，82Pb的原子结构示意图为。铅蓄电池的正极材料为PbO2。

当消耗等质量的负极活性物质时，锂硫电池的理论放电量是铅蓄电池的=14.8倍。

（3）用H2O2清洗可使油画“复原”时，PbS变为PbSO4，H2O2变为H2O，反应的化学方程式为PbS+ 4H2O2PbSO4+4H2O。

（4）滤液X是一种可循环使用的物质，其溶质主要是HNO3，若X中残留的过多，循环使用时可能出现的问题是方铅矿在被浸出时会部分转化成PbSO4随滤渣排除，损失铅元素。

（5）K== = =1.2×105。

（6）PbO2将在阳极生成；而另一极的电极反应式为Pb2++2e Pb，故Pb元素的利用率较低。若在Pb(NO3)2溶液中加入适量Cu(NO3)2则可有效利用Pb2+，其理由是Cu2+优先Pb2+在阴极放电，从而提高Pb2+转变为PbO2的利用率。