Question

硫酸鉛廣泛應(yīng)用于制造蓄電池、白色顏料等．利用鋅冶煉過程中的鉛浮渣生產(chǎn)硫酸鉛的流程如下：

已知鉛浮渣的主要成分是PbO、Pb．
（1）①寫出步驟Ⅰ中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

、

 

．
②步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：

 

．母液可循環(huán)利用于步驟Ⅰ，其溶質(zhì)主要是

 

．
（2）鉛蓄電池的電池反應(yīng)式為：Pb（s）+PbO₂（s）+2H₂SO₄（aq）

充電

放電

2PbSO₄（s）+2H₂O（l）．
①放電時(shí)，電池正極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是

 

，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：

 

．
②充電時(shí)，陽極發(fā)生的反應(yīng)可表示為：

 

．電池中溶液的pH 變

 

（填“大”、“小”或“不變”）．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）①氧化鉛屬于堿性氧化物和硝酸反應(yīng)生成鹽和水，根據(jù)題給信息硝酸把鉛氧化成Pb²⁺，硝酸被還原成NO；
②硝酸鉛可以和硫酸反應(yīng)得到硫酸鉛沉淀和硝酸，硝酸可以用來溶解PbO、Pb；
（2）①放電時(shí)，是原實(shí)驗(yàn)電池的工作原理，負(fù)極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
②在充電時(shí)是電解池的工作原理，陽極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，根據(jù)電極反應(yīng)確定pH的變化．

解答： 解：鉛浮渣的主要成分是PbO、Pb，加入硝酸可以發(fā)生反應(yīng)生成的是硝酸鉛溶液，向該浸出液中加入硫酸，可以發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成硫酸鉛沉淀和硝酸，硝酸可以循環(huán)使用，用來溶解PbO、Pb，過濾得到的沉淀是硫酸鉛．
（1）①氧化鉛屬于堿性氧化物和硝酸反應(yīng)生成鹽和水，根據(jù)題給信息硝酸把鉛氧化成Pb²⁺，硝酸被還原成NO，故反應(yīng)方程式為PbO+2HNO₃=Pb（NO₃）₂+H₂O、3Pb+8HNO₃=3Pb（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
故答案為：PbO+2HNO₃=Pb（NO₃）₂+H₂O；3Pb+8HNO₃=3Pb（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
②硝酸鉛可以和硫酸反應(yīng)得到硫酸鉛沉淀和硝酸，離子方程式為：Pb²⁺+SO₄^2-=PbSO₄↓，硝酸可以用來溶解PbO、Pb，可以循環(huán)使用；
故答案為：Pb²⁺+SO₄^2-=PbSO₄↓；HNO₃；
（2）①放電時(shí)，鉛失電子發(fā)生氧化反應(yīng)而作負(fù)極，電極反應(yīng)式為Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，二氧化鉛得電子作正極，電極反應(yīng)式為PbO₂+SO₄^2-+2e^-+4H⁺═PbSO₄+2H₂O，
故答案為：PbO₂；Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄；
②充電時(shí)，陽極PbSO₄發(fā)生氧化反應(yīng)，PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺+SO₄^2-，消耗氫離子，所以pH減小，故答案為：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺+SO₄^2-；�。�

點(diǎn)評(píng)：本題考查了生產(chǎn)硫酸鉛的工藝流程、硝酸的性質(zhì)等，還涉及基本的實(shí)驗(yàn)操作，考查學(xué)生分析問題和解決問題的能力，題目難度中等．