1.铅蓄电池的组成, 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

铅蓄电池是最常见的二次电池,它是由两组平行排列的栅状铅合金极板作为主架,正极板上覆盖PbO2,负极板上覆盖Pb,电解质是硫酸.电池总反应式为:Pb+PbO2+4H++2SO42- 
放电
充电
2PbSO4+2H2O请回答下列问题:
(1)放电时:负极的电极反应式是
Pb-2e-+SO42-═PbSO4
Pb-2e-+SO42-═PbSO4
;电解液中H2SO4的浓度将变
;当外电路通过2mol电子时,理论上负极板的质量增加
96
96
g.
(2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时,若按如图连接,电解一段时间后,则在A电极上生成
Pb
Pb
、在B电极上生成
PbO2
PbO2

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(Ⅰ)某铅蓄电池的正、负极标记被磨损.试用下图装置设计实验,识别出此铅蓄电池的正负极.

(1)若A接E,B接F,而B电极出现________,反应式为________,则说明F为正极;

(2)铅蓄电池工作时(放电),其E所在电极的电极反应式为:________,充电时该极与外加电源的________极相连;

(3)若有0.2 mol电子发生转移,则正极消耗的PbO2的物质的量是________;

(Ⅱ)利用甲醇(CH3OH)、氧气组成燃料电池,电解质溶液为碱性,电池工作时,其负极方程式(写离子方程式)为________.

(Ⅲ)一种基于酸性燃料电池原理设计的酒精检测仪,负极上的反应为CH3CH2OH+H2O→CH3COOH+4H++4e.正极的反应式:________;电池反应的总方程式为:________.

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工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中,可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏(主要成分为
PbSO4)发生反应:PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)某课题组用PbSO4为原料模拟该过程,探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。
(1)上述反应的平衡常数表达式:K= __________
(2)室温时,向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化,在__________溶液中PbSO4转化率较大,理由是____________________
(3)查阅文献:上述反应还可能生成碱式碳酸铅铅[2PbCO3·Pb(OH)2],它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:全部为PbCO3;假设二:__________假设三:__________
(4)为验证假设一是否成立,课题组进行如下研究。
①定性研究:请你完成下表中内容。
②定量研究:取26.7mg的干燥样品,加热,测得固体质量随温度的变化关系如下图。某同学由图中信息得出结论:假设一不成立。你是否同意该同学的结论,并简述理由:
____________________。

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    工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中,可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应:。某课题组用PbSO4为原料模拟该过程,探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。

    (l)上述反应的平衡常数表达式:K=__                     __

    (2)室温时,向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化。在               溶液中PbSO4转化率较大,理由是                    

    (3)查阅文献:上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2],它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设。请你完成假设二和假设三:

    假设一:全部为PbCO3

    假设二:                              

    假设三:                              

(4)为验证假设一是否成立,课题组进行如下研究

  ①定性研究:请你完成下表中内容

实验步骤(不要求写出具体操作过程)

预期的实验现象和结论

取一定量样品充分干燥,……

②定量研究:取26.7 mg的干燥样品,加热,测得固体质量随温度的变化关系如下图。某同学由图中信息得出结论:假设一不成立。你是否同意该同学的结论,并简述理由:

                                                                              

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飞机、汽车、拖拉机、坦克,都是用蓄电池作为照明光源是典型的可充型电池,总反应式为:
Pb+PbO2+4H++2SO42-
 放电 
.
充电
2PbSO4+2H2O
(1)当K闭合时,a电极的电极反应式是
PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
;放电过程中SO42-
b
b
极迁移.当K闭合一段时间后,再打开K,Ⅱ可单独作为原电池使用,此时c电极的电极反应式为
Pb-2e-+SO42-=PbSO4
Pb-2e-+SO42-=PbSO4

(2)铅的许多化合物,色彩缤纷,常用作颜料,如铬酸铅是黄色颜料,碘化铅是金色颜料(与硫化锡齐名),室温下碘化铅在水中存在如下平衡:PbI2(S)?Pb2+(aq)+2I-(aq).
①该反应的溶度积常数表达式为Ksp=
c(Pb2+)?c2(I-)
c(Pb2+)?c2(I-)

②已知在室温时,PbI2的溶度积Ksp=8.0×10-9,则100mL 2×10-3mol/L的碘化钠溶液中,加入100mL2×10-2mol/L的硝酸铅溶液,通过计算说明是否能产生PbI2沉淀
Qc=10-2?(10-32=10-8>Ksp,能产生PbI2沉淀
Qc=10-2?(10-32=10-8>Ksp,能产生PbI2沉淀

③探究浓度对碘化铅沉淀溶解平衡的影响
该化学小组根据所提供试剂设计两个实验,来说明浓度对沉淀溶解平衡的影响.
提供试剂:NaI饱和溶液、NaCl饱和溶液、FeCl3饱和溶液、PbI2饱和溶液、PbI2悬浊液;
信息提示:Pb2+和Cl-能形成较稳定的PbCl42-络离子.
请填写下表的空白处:
实验内容 实验方法 实验现象及原因分析
①碘离子浓度增大对平衡的影响
取PbI2饱和溶液少量于一支试管中,再加入少量NaI饱和溶液,
取PbI2饱和溶液少量于一支试管中,再加入少量NaI饱和溶液,
溶液中出现黄色浑浊.
原因是溶液中c(I-)增大,使Qc大于了pbI2的Ksp
溶液中出现黄色浑浊.
原因是溶液中c(I-)增大,使Qc大于了pbI2的Ksp
②铅离子浓度减小对平衡的影响
取PbI2悬浊液少量于一支试管中,再加入少量NaCl饱和溶液
取PbI2悬浊液少量于一支试管中,再加入少量NaCl饱和溶液
黄色浑浊消失 原因是形成PbCl42-,导致溶液中c(Pb2+)减小,使Qc小于了pbI2的Ksp
黄色浑浊消失 原因是形成PbCl42-,导致溶液中c(Pb2+)减小,使Qc小于了pbI2的Ksp
铅离子和碘离子浓度都减小对平衡的影响
铅离子和碘离子浓度都减小对平衡的影响
在PbI2悬浊液中加入少量FeCl3饱和溶液
PbI2 +2Fe3++4Cl-=PbCl42-+2Fe2++I2
PbI2 +2Fe3++4Cl-=PbCl42-+2Fe2++I2
④已知室温下PbI2的Ksp=8.0×10-9,将适量PbI2固体溶于 100mL水中至刚好饱和,该过程中Pb2+和I-浓度随时间变化关系如图(饱和PbI2溶液中c(I-)=0.0025mol?L-1).若t1时刻在上述体系中加入100mL.、0.020mol?L-1 NaI 溶液,画出t1时刻后Pb2+和I-浓度随时间变化关系图.
⑤至于碳酸铅,早在古代就被用作白色颜料.考古工作者发掘到的古代壁画或泥俑,其中人脸常是黑色的.经过化学分析和考证,证明这黑色的颜料是铅的化合物--硫化铅(已知PbCO3
Ksp=1.46×10-13,PbS的Ksp=9.04×10-29)试分析其中奥妙
PbCO3的Ksp=1.46×10-13 >PbS的Ksp=9.04×10-29 故PbCO3与S2-接触时,转化为更难溶的黑色的PbS了
PbCO3的Ksp=1.46×10-13 >PbS的Ksp=9.04×10-29 故PbCO3与S2-接触时,转化为更难溶的黑色的PbS了

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