Question

(12分)某种铅酸蓄电池具有廉价、长寿命、大容量的特点，它使用的电解质是可溶性的甲基磺酸铅，电池的工作原理：

⑴放电时，正极的电极反应式为      ；充电时，Pb电极应该连接在外接电源的      (填“正极”或“负极”)。

⑵工业用PbO₂来制备KClO₄的工业流程如下：

①写出NaClO₃与PbO₂反应的离子方程式：      。

②工业上可以利用滤液Ⅰ与KNO₃发生反应制备KClO₄的原因是      。

⑶PbO₂会随温度升高逐步分解，称取23.9gPbO₂，其受热分解过程中各物质的质量随温度的变化如右图所示。

若在某温度下测得剩余固体的质量为22.94g，则该温度下PbO₂分解所得固体产物的组成为      （写化学式），其物质的量之比为      。

 

Answer 1

【答案】

⑴4H⁺+PbO₂+2e^—＝Pb²⁺+2H₂O  负极   ⑵①PbO₂+ClO₃^—+2H⁺=Pb²⁺+ClO₄^—+H₂O

②KClO₄的溶解度较小    ⑶Pb₂O₃和Pb₃O₄  1：1

【解析】（1）放电相当于是原电池，正极得到电子，所以电极反应式为4H⁺+PbO₂+2e^—＝Pb²⁺+2H₂O。充电相当于电解池，zau原电池中Pb是负极，失去电子。所以再充电时应该和电源的负极相连，作阴极，得到电子。

（2）①二氧化铅具有氧化性，能把氯酸钠氧化生成高氯酸钠，方程式为

PbO₂+ClO₃^—+2H⁺=Pb²⁺+ClO₄^—+H₂O。

②由于KClO₄的溶解度较小，易结晶析出。

（3）二氧化铅是0.1mol，其中氧原子是0.02mol。再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，剩余A点对应点物质是Pb₂O₃。同理可得出B点对应物质是Pb₃O₄。由于剩余固体质量介于A和B之间，所以固体是由Pb₂O₃和Pb₃O₄ 组成点混合物。设二者的物质的量分别是x和y，则2x+3y＝0.1，3x+4y＝0.2－＝0.14，解得x＝y＝0.02mol，所以是1︰1的。