Question

【題目】鉛具有優(yōu)秀的機械加工性能，可以制備各種性能優(yōu)良的合金。廣泛用于電池制造、機械、船舶工業(yè)、以及放射性防護等領(lǐng)域。

（1）鉛的主要礦藏形式是方鉛礦（PbS）利用其冶煉鉛的反應(yīng)過程如下：

2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g) △H=akJ·mol-1

PbS(s)+2O2(g)=PbSO4(s) △H=bkJ·mol-1

PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g) △H=ckJ·mol-1

則利用方鉛礦和鉛礬礦（主要成分為PbSO4）冶煉鉛并生產(chǎn)一種可能造成酸雨的氣體的熱化學(xué)方程式為____。

（2）鉛也可以采用熱還原法冶煉：PbO(s)+CO(g)Pb(s)+CO2(g) △H=dkJ·mol-1，已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下表：

溫度/℃	300	727	1227
K	106.2	631	17.4

①d____0（填＞、＜或=）

②已知某溫度下K=10，向密閉容器中加入足量的Pb和一定量的CO2平衡時，混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為____。

（3）新型液流式鉛蓄電池以可溶的甲基磺酸鉛為電解質(zhì)，電池總反應(yīng)：Pb+PbO2+4H+2Pb2++2H2O

下列關(guān)于該電池的說法正確的是____。

a.充放電時，溶液中Pb2+濃度保持不變

b.放電時，溶液中H+向PbO2極區(qū)移動

c.放電時的負極反應(yīng)式為：Pb-2e-=Pb2+

d.充電時的陽極反應(yīng)式為：Pb2++4OH--2e-=PbO2+2H2O

（4）河流、湖泊中的鉛污染日益被人們重視。已知常溫下Pb元素在水中的各種存在形式物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)α和溶液pH的關(guān)系如圖所示：

向醋酸鉛溶液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液至pH=13時的主要離子反應(yīng)方程式是_____，其平衡常數(shù)數(shù)值為____。

Answer 1

【答案】PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) △H=kJ·mol-1 < 9.09%或 bc Pb(OH)3-+OH-=Pb(OH)42- 10

【解析】

⑴利用蓋斯定律將第1個方程2倍加上第3個方程式2倍，減去第2個方程式的3倍，再同時除以3。

⑵①升高溫度，平衡常數(shù)減小，平衡逆向移動，逆向是吸熱反應(yīng)，正向是放熱反應(yīng)；②根據(jù)平衡常數(shù)，計算混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)。

⑶a. 根據(jù)總反應(yīng)得出放電時，溶液中Pb2+濃度增加，充電時，Pb2+濃度減少；b. 放電時，根據(jù)“同性相吸”得到溶液中H+向正極即PbO2極區(qū)移動；c. 根據(jù)總反應(yīng)，放電時，Pb為負極，PbO2為正極，因此放電時的負極反應(yīng)式為：Pb2e－ = Pb2+；d. 充電時的陽極反應(yīng)式為：Pb2++2H2O 2e－ = PbO2 + 4H+。

⑷向醋酸鉛溶液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液至pH=13時，根據(jù)圖中信息，主要是Pb(OH)3－與OH－反應(yīng)生成Pb(OH)42，根據(jù)平衡常數(shù)公式進行計算。

⑴利用蓋斯定律將第1個方程2倍加上第3個方程式2倍，減去第2個方程式的3倍，再同時除以3，則得到方鉛礦和鉛礬礦(主要成分為PbSO4)冶煉鉛并生產(chǎn)一種可能造成酸雨的氣體的熱化學(xué)方程式為PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) △H = kJ·mol1；故答案為：PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) △H = kJ·mol1。

⑵①升高溫度，平衡常數(shù)減小，平衡逆向移動，逆向是吸熱反應(yīng)，正向是放熱反應(yīng)，因此d＜0；故答案為：＜。

②，則混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)；故答案為：9.09%或。

⑶新型液流式鉛蓄電池以可溶的甲基磺酸鉛為電解質(zhì)，電池總反應(yīng)：Pb+PbO2+4H+2Pb2++2H2O；a. 根據(jù)總反應(yīng)得出放電時，溶液中Pb2+濃度增加，充電時，Pb2+濃度減少，故a錯誤；b. 放電時，根據(jù)“同性相吸”得到溶液中H+向正極即PbO2極區(qū)移動，故b正確；c. 根據(jù)總反應(yīng)，放電時，Pb為負極，PbO2為正極，因此放電時的負極反應(yīng)式為：Pb2e－ = Pb2+，故c正確；d. 充電時的陽極反應(yīng)式為：Pb2++2H2O 2e－ = PbO2 + 4H+，故d錯誤；綜上所述，答案為：bc。

⑷向醋酸鉛溶液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液至pH=13時，根據(jù)圖中信息，主要是Pb(OH)3－與OH－反應(yīng)生成Pb(OH)42，其主要的離子反應(yīng)方程式是Pb(OH)3－+OH－=Pb(OH)42，其平衡常數(shù)；故答案為：Pb(OH)3－+OH－=Pb(OH)42；10。