题目内容
目前机动车使用的电池品种不少，其中铅蓄电池的使用量最大．I．铅蓄电池的电极材料分别是Pb和PbO2，电解质溶液为稀硫酸．铅蓄电池充放电的
总反应方程式为：PbO2+Pb+2H2SO4
| 充电 |
| 放电 |
（1）电池的负极材料是
（2）充电时，铅蓄电池阳极的电极反应式为
Ⅱ．铅蓄电池使用量的急速增加引起铅污染日益严重，工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的一种工艺流程如下：
已知：Ksp（PbSO4）=1.6×10-5，Ksp（PbSO3）=3.3×10-14
请回答下列问题：
（3）为提高步骤①的化学反应速率，你认为可采取的措施是
（4）写出步骤①中PbSO4转化为PbCO3反应的平衡常数表达式：K=
（5）步骤①中发生氧化还原反应的化学方程式为
（6）步骤③从母液可获得的副产品为
（7）已知：PbCO3在一定条件下可制得PbO，PbO通过进一步反应可制得Pb，写出一个由PbO生成Pb的化学方程式：
考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,原电池和电解池的工作原理
专题：
分析：I．（1）根据电池反应式知，放电时，Pb元素化合价由0价、+4价变为+2价，Pb失电子化合价升高，为负极；（2）充电时，阳极上PbSO4失电子发生氧化反应；
II．将废蓄电池预处理，然后向含铅渣泥中加入Na2SO3、Na2CO3和H2O，Na2SO3和PbO2发生氧化还原反应生成PbSO4，因为Ksp（PbSO4）=1.6×10-5＞Ksp（PbCO3）=3.3×10-14，所以PbSO4转化为PbCO3，过滤、洗涤沉淀得到PbCO3，母液中含有Na2SO4、NaOH，所以可以得到副产品Na2SO4和NaOH，
（3）改变反应速率可以通过改变反应物浓度、反应物温度等实现；
（4）PbSO4转化为PbCO3反应的平衡常数表达式K=
；
（5）亚硫酸钠和二氧化铅、碳酸钠发生氧化还原反应生成碳酸铅、硫酸钠和NaOH；
（6）从母液可获得的副产品为硫酸的钠盐、烧碱；
（7）高温条件下，PbO被CO还原生成Pb．
II．将废蓄电池预处理，然后向含铅渣泥中加入Na2SO3、Na2CO3和H2O，Na2SO3和PbO2发生氧化还原反应生成PbSO4，因为Ksp（PbSO4）=1.6×10-5＞Ksp（PbCO3）=3.3×10-14，所以PbSO4转化为PbCO3，过滤、洗涤沉淀得到PbCO3，母液中含有Na2SO4、NaOH，所以可以得到副产品Na2SO4和NaOH，
（3）改变反应速率可以通过改变反应物浓度、反应物温度等实现；
（4）PbSO4转化为PbCO3反应的平衡常数表达式K=
| c(Ba2+)．c(SO42-) |
| c(Ba2+)．c(CO32-) |
（5）亚硫酸钠和二氧化铅、碳酸钠发生氧化还原反应生成碳酸铅、硫酸钠和NaOH；
（6）从母液可获得的副产品为硫酸的钠盐、烧碱；
（7）高温条件下，PbO被CO还原生成Pb．
解答：
解：I．（1）根据电池反应式知，放电时，Pb元素化合价由0价、+4价变为+2价，Pb失电子化合价升高发生氧化反应而为负极，故答案为：负极；
（2）充电时，阳极上PbSO4失电子发生氧化反应，电极反应式为PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+，故答案为：PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+；
II．将废蓄电池预处理，然后向含铅渣泥中加入Na2SO3、Na2CO3和H2O，Na2SO3和PbO2发生氧化还原反应生成PbSO4，因为Ksp（PbSO4）=1.6×10-5＞Ksp（PbCO3）=3.3×10-14，所以PbSO4转化为PbCO3，过滤、洗涤沉淀得到PbCO3，母液中含有Na2SO4、NaOH，所以可以得到副产品Na2SO4和NaOH，
（3）改变反应速率可以通过改变反应物浓度、反应物温度、搅拌溶液等实现，
故答案为：充分搅拌、适当升高温度或增大碳酸钠和亚硫酸钠浓度；
（4）PbSO4转化为PbCO3反应的平衡常数表达式K=
=
，
故答案为：
；
（5）亚硫酸钠和二氧化铅、碳酸钠发生氧化还原反应生成碳酸铅、硫酸钠和NaOH，反应方程式为PbO2+Na2SO3+Na2CO3+H2O=PbCO3↓+Na2SO4+2NaOH，故答案为：PbO2+Na2SO3+Na2CO3+H2O=PbCO3↓+Na2SO4+2NaOH；
（6）根据以上分析知，从母液可获得的副产品为Na2SO4、NaOH，故答案为：Na2SO4、NaOH；
（7）高温条件下，PbO被CO还原生成Pb，反应方程式为PbO+CO
Pb+CO2，
故答案为：PbO+CO
Pb+CO2．
（2）充电时，阳极上PbSO4失电子发生氧化反应，电极反应式为PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+，故答案为：PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+；
II．将废蓄电池预处理，然后向含铅渣泥中加入Na2SO3、Na2CO3和H2O，Na2SO3和PbO2发生氧化还原反应生成PbSO4，因为Ksp（PbSO4）=1.6×10-5＞Ksp（PbCO3）=3.3×10-14，所以PbSO4转化为PbCO3，过滤、洗涤沉淀得到PbCO3，母液中含有Na2SO4、NaOH，所以可以得到副产品Na2SO4和NaOH，
（3）改变反应速率可以通过改变反应物浓度、反应物温度、搅拌溶液等实现，
故答案为：充分搅拌、适当升高温度或增大碳酸钠和亚硫酸钠浓度；
（4）PbSO4转化为PbCO3反应的平衡常数表达式K=
| c(Ba2+)．c(SO42-) |
| c(Ba2+)．c(CO32-) |
| c(SO42-) |
| c(CO32-) |
故答案为：
| c(SO42-) |
| c(CO32-) |
（5）亚硫酸钠和二氧化铅、碳酸钠发生氧化还原反应生成碳酸铅、硫酸钠和NaOH，反应方程式为PbO2+Na2SO3+Na2CO3+H2O=PbCO3↓+Na2SO4+2NaOH，故答案为：PbO2+Na2SO3+Na2CO3+H2O=PbCO3↓+Na2SO4+2NaOH；
（6）根据以上分析知，从母液可获得的副产品为Na2SO4、NaOH，故答案为：Na2SO4、NaOH；
（7）高温条件下，PbO被CO还原生成Pb，反应方程式为PbO+CO
| ||
故答案为：PbO+CO
| ||
点评：本题考查混合物的分离和提纯和原电池及电解池原理，为高考高频点，侧重考查学生分析、推断、知识运用能力，明确流程图中各个步骤发生的反应、操作方法、存在的物质等知识点即可解答，题目难度中等．
练习册系列答案
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