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．
（1）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+S Li2S． a.放电时，铅蓄电池的负极反应式为 ．
b.锂硫电池工作时，电子经外电路流向（填“正极”或“负极”）．
c.当消耗相同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．
（2）Ⅱ．由方铅矿（PbS）制备铅蓄电池电极材料（PbO2）的方法如下： a.油画所用的白色颜料PbSO4置于空气中，遇H2S气体变成黑色PbS，从而使油画的色彩变暗，用H2O2清洗，可使油画“复原”．
①H2O2的作用是 ．
②已知硫化铅溶于水时存在溶解平衡：PbS（s）Pb2+（aq）+S2﹣（aq），试分析PbS（s）能溶于稀HNO3的原因 ．
b.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SO42﹣过多，循环使用时可能出现的问题是 ．
c.①PbO与次氯酸钠溶液反应可制得PbO2 ， 写出该反应的离子方程式 ．
②以石墨为电极，电解Pb（NO3）2溶液也可以制得PbO2 ， 则阳极的电极反应式为；电解时为提高Pb元素的利用率，常在Pb（NO3）2溶液中加入适量Cu（NO3）2 ， 理由是 ．

Answer 1

【答案】
（1）Pb﹣2e﹣+SO42﹣=PbSO4；正极；4.5
（2）氧化剂；硝酸氧化硫离子导致硫离子的浓度减小，使溶解平衡正向移动，促进PbS的溶解；HNO3；浸出时部分铅离子生成硫酸铅随浸出渣排出，降低硫酸铅的产率；PbO+ClO﹣=PbO2+Cl﹣；Pb2++2H2O﹣2e﹣=PbO2↓+4H+；加入硫酸铜，铜离子在阴极放电生成单质铜，避免了铅离子在阴极放电，增大铅离子的利用率
【解析】解：（1）a.放电时，铅蓄电池的负极发生氧化反应，而铅离子与溶液中的硫酸根离子生成难溶的硫酸铅，电极反应式为：Pb﹣2e﹣+SO42﹣=PbSO4 ， 所以答案是：Pb﹣2e﹣+SO42﹣=PbSO4；b.原电池工作时电子由负极流向正极，所以答案是：正极；c.铅蓄电池中铅是负极，207g铅消耗时转移 2mol e﹣ ， 故钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的： =4.5 倍，所以答案是：4.5；（2）Ⅱ．a.①过氧化氢将黑色PbS氧化成白色的硫酸铅，所以过氧化氢是氧化剂，所以答案是：氧化剂； ②已知硫化铅溶于水时存在溶解平衡：PbS（s）Pb2+（aq）+S2﹣（aq），电离产生的硫离子具有还原性，而硝酸具有强氧化性，发生氧化还原反应，导致硫离子的浓度减少，固平衡正向移动，所以答案是：硝酸氧化硫离子导致硫离子的浓度减小，使溶解平衡正向移动，促进PbS的溶解；
b.硝酸铅与硫酸发生复分解反应生成难溶硫酸铅，和硝酸；残留的SO42﹣过多，会与溶液中的铅离子结合成难溶的硫酸铅，导致铅的流失，减少了二氧化铅的产量，所以答案是：HNO3；浸出时部分铅离子生成硫酸铅随浸出渣排出，降低硫酸铅的产率；
c.①PbO和次氯酸钠反应生成二氧化铅和氯化钠，离子方程式为PbO+ClO﹣=PbO2+Cl﹣；②电解时，阳极上铅离子失电子和水反应生成二氧化铅，电极反应式为Pb2++2H2O﹣2e﹣=PbO2↓+4H+；加入硫酸铜，铜离子在阴极放电生成单质铜，避免了铅离子放电，从而大大提高铅离子的利用率，
所以答案是：PbO+ClO﹣=PbO2+Cl﹣；Pb2++2H2O﹣2e﹣=PbO2↓+4H+ ， 加入硫酸铜，铜离子在阴极放电生成单质铜，避免了铅离子在阴极放电，增大铅离子的利用率．