Question

（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：                                       。

Answer

（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