题目内容
【题目】铅及其化合物广泛用于蓄电池、机械制造、电缆护防等行业。
(1)用PbS熔炼铅的过程中会有如下反应发生:
2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g) △H=a kJ·mol-1
PbS(s) +2O2(g) =PbSO4(s) △H=b kJ·mol-1
PbS(s) +2PbO(s) =3Pb(s) +SO2(g) △H=c kJ·mol-1
写出PbS与PbSO4反应生成Pb和SO2的热化学方程式____________________。
(2)利用电解法也可制得金属铅。将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含[PbC14]2-的电解液。用惰性电极电解Na2PbCl4溶液制得金属Pb,装置如下图所示。
a电极的名称是__________,b电极的电极反应式为______________________,该生产过程中可以循环利用的物质是____________________。
(3)铅蓄电池是一种用途广泛的二次电池。铅蓄电池的电池反应通常表示如下:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4 +2H2O。铅蓄电池充电时,二氧化铅电极应与外接电源的_________________(填“正极”或“负极”)相连接,该电极的电极反应式为________________________________。
(4)PbO2受热会随温度升高逐步分解。称取23.9g PbO2,将其加热分解,受热分解过程中固体质量随温度的变化如下图所示。
A点与C点对应物质的化学式分别为____________、_______________________。
【答案】 PbS(s) +PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) △H=kJ·mol-1 阳极 PbCl42-+2e-=Pb+4Cl- HCl和NaCl 正极 PbSO4-2e-+2H2O==PbO2+4H++ SO42- Pb2O3 PbO
【解析】本题考查原理综合。涉及的盖斯定律、电化学等。(1)根据盖斯定律可得:PbS(s) +PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) △H=(-b+ )kJ·mol-1=
kJ·mol-1;(2)根据题目信息可知用惰性电极电解Na2PbCl4溶液制得金属Pb,Pb元素化合价降低,发生还原反应,说明b极为阴极,其电极反应式为:PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-,a极为阳极,其反应式为4OH--4e-=2H2O+ O2↑,H+通过质子交换膜进入阴极区,得到HCl和NaCl,故用于该生产过程中可以循环利用的物质是HCl和NaCl;(3)铅蓄电池充电时,应将外接直流电源的正极与蓄电池的二氧化铅电极相接,这时发生反应:PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO42-;(4)二氧化铅是0.1mol,其中氧原子是0.02mol。A点,固体减少0.8g,则剩余氧原子的物质的量是0.15mol,剩余此时铅和氧原子的个数之比是2︰3,A点对应点物质是Pb2O3。同理可得出C点对应物质是PbO。
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【题目】在80℃时,将0.4mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
时间(s) C(mol/L) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
C(N2O4) | 0. 20 | a | 0.10 | c | d | e |
C(NO2) | 0.00 | 0.12 | b | 0.22 | 0.22 | 0.22 |
反应进行至100s后将反应混合物的温度降低,发现气体的颜色变浅。
(1)该反应的化学方程式为__________________________,表中b_________c(填“<”、“=”、“>”)。
(2)20s时,N2O4的的浓度为__________________mol·L-1,0~20s内N2O4的平均反应速率为________________;
(3)该反应的平衡常数表达式K=___________________
在80℃时该反应的平衡常数K值为:______________(保留到小数点后2位)。
(4)在其他条件相同时,该反应的K值越大,表明建立平衡时____________。
A.N2O4的转化率越高 B.NO2的产量越大
C.N2O4与NO2的浓度之比越大 D.正反应进行的程度越大