题目内容

(14分)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+2H2SO42PbSO4+2H2O,请根据上述情况判断:

(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:

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 (写一条即可)。

(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 (写化学式)。

(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: 。

(1)Pb (2)PbSO4+2H2O-2e—=PbO2+4H++SO42—

(3)充分搅拌;适当升高温度;增大碳酸钠和亚硫酸钠的浓度 (4)

(5)PbO2+Na2SO3+H2O=PbSO4+2NaOH或

PbO2+Na2SO3+Na2CO3+H2O=PbCO3+Na2SO4+2NaOH (6)Na2SO4、NaOH

(7)PbO+COCO2+Pb(还原剂用C、H2、Al等均可)

【解析】

试题分析:I.(1)原电池中负极失去电子,发生氧化反应,正极得到电子,发生还原反应。根据放电时的总反应式可知Pb失去电子作还原剂,所以电池的负极材料是Pb。

(2)充电时相当于电解池,铅蓄电池的正极与电源的负极相邻,作阳极,所以充电时阳极硫酸铅失去电子转化为二氧化铅,则电极反应式为PbSO4+2H2O-2e—=PbO2+4H++SO42—。

Ⅱ.(3)影响化学反应速率额因素一般是温度、浓度、压强、催化剂及其反应物的接触面积等,所以为提高步骤①的化学反应速率,可采取的措施是充分搅拌;适当升高温度;增大碳酸钠和亚硫酸钠的浓度。

(4)步骤①中PbSO4转化为PbCO3反应的方程式为PbSP4+CO32-=PbCO3+SO42-,因此该反应的平衡常数表达式:K =。

(5)亚硫酸钠具有还原性,可被二氧化铅氧化生成硫酸钠,因此步骤①中发生氧化还原反应的化学方程式为PbO2+Na2SO3+H2O=PbSO4+2NaOH或PbO2+Na2SO3+Na2CO3+H2O=PbCO3+Na2SO4+2NaOH。

(6)根据PbO2+Na2SO3+Na2CO3+H2O=PbCO3+Na2SO4+2NaOH可知产生的碳酸铅过滤出来,滤液中转移是氢氧化钠和硫酸钠,则步骤③从母液可获得的副产品为Na2SO4、NaOH。

(7)CO具有还原性可以还有PbO,反应的化学方程式为PbO+COCO2+Pb。

考点:考查铅蓄电池以及物质制备工艺流程图的分析与应用

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