Question

【題目】大力發展電動汽車，可以有效控制空氣污染。目前機動車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為：PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O，鋰硫電池充放電的總反應為：2Li+SLi2S。

（1）82Pb的原子結構示意圖為 。鉛蓄電池的正極材料為_________。

（2）當消耗等質量的負極活性物質時，鋰硫電池的理論放電量是鉛蓄電池的 ____倍。(保留三位有效數字)。

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

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是一種可循環使用的物質，其溶質主要是__________________(填化學式)，若X中殘留的過多，循環使用時可能出現的問題是___________________________。

（5）向 PbSO4中加Na2CO3溶液會發生：PbSO4 (s)+ (aq)PbCO3 (s)+ (aq)。已知25℃時，Ksp(PbSO4)= 1.8×10－8，Ksp(PbCO3)=1.5×10－13。列式并計算該反應此溫度下的平衡常數K 。(提示：需寫出K的表達式、代入數據、算出結果)

（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”)；而另一極的電極反應式為 ，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 方鉛礦在被浸出時會部分轉化成PbSO4隨濾渣排除，損失鉛元素

（5）K=== 1.2×105

（6）陽 Pb2++2e Pb

Cu2+優先Pb2+在陰極放電，從而提高Pb2+轉變為PbO2的利用率

【解析】本題主要考查原電池原和電解池的綜合應用。

（1）Pb與C同屬IV A，82Pb的原子結構示意圖為。鉛蓄電池的正極材料為PbO2。

當消耗等質量的負極活性物質時，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“復原”時，PbS變為PbSO4，H2O2變為H2O，反應的化學方程式為PbS+ 4H2O2PbSO4+4H2O。

（4）濾液X是一種可循環使用的物質，其溶質主要是HNO3，若X中殘留的過多，循環使用時可能出現的問題是方鉛礦在被浸出時會部分轉化成PbSO4隨濾渣排除，損失鉛元素。

（5）K== = =1.2×105。

（6）PbO2將在陽極生成；而另一極的電極反應式為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+優先Pb2+在陰極放電，從而提高Pb2+轉變為PbO2的利用率。