Question

【题目】铅具有优秀的机械加工性能，可以制备各种性能优良的合金。广泛用于电池制造、机械、船舶工业、以及放射性防护等领域。

（1）铅的主要矿藏形式是方铅矿（PbS）利用其冶炼铅的反应过程如下：

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

则利用方铅矿和铅矾矿（主要成分为PbSO4）冶炼铅并生产一种可能造成酸雨的气体的热化学方程式为____。

（2）铅也可以采用热还原法冶炼：PbO(s)+CO(g)Pb(s)+CO2(g) △H=dkJ·mol-1，已知该反应的平衡常数和温度的关系如下表：

温度/℃	300	727	1227
K	106.2	631	17.4

①d____0（填＞、＜或=）

②已知某温度下K=10，向密闭容器中加入足量的Pb和一定量的CO2平衡时，混合气体中CO的体积分数为____。

（3）新型液流式铅蓄电池以可溶的甲基磺酸铅为电解质，电池总反应：Pb+PbO2+4H+2Pb2++2H2O

下列关于该电池的说法正确的是____。

a.充放电时，溶液中Pb2+浓度保持不变

b.放电时，溶液中H+向PbO2极区移动

c.放电时的负极反应式为：Pb-2e-=Pb2+

d.充电时的阳极反应式为：Pb2++4OH--2e-=PbO2+2H2O

（4）河流、湖泊中的铅污染日益被人们重视。已知常温下Pb元素在水中的各种存在形式物质的量分数α和溶液pH的关系如图所示：

向醋酸铅溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液至pH=13时的主要离子反应方程式是_____，其平衡常数数值为____。

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利用盖斯定律将第1个方程2倍加上第3个方程式2倍，减去第2个方程式的3倍，再同时除以3。

⑵①升高温度，平衡常数减小，平衡逆向移动，逆向是吸热反应，正向是放热反应；②根据平衡常数，计算混合气体中CO的体积分数。

⑶a. 根据总反应得出放电时，溶液中Pb2+浓度增加，充电时，Pb2+浓度减少；b. 放电时，根据“同性相吸”得到溶液中H+向正极即PbO2极区移动；c. 根据总反应，放电时，Pb为负极，PbO2为正极，因此放电时的负极反应式为：Pb2e－ = Pb2+；d. 充电时的阳极反应式为：Pb2++2H2O 2e－ = PbO2 + 4H+。

⑷向醋酸铅溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液至pH=13时，根据图中信息，主要是Pb(OH)3－与OH－反应生成Pb(OH)42，根据平衡常数公式进行计算。

⑴利用盖斯定律将第1个方程2倍加上第3个方程式2倍，减去第2个方程式的3倍，再同时除以3，则得到方铅矿和铅矾矿(主要成分为PbSO4)冶炼铅并生产一种可能造成酸雨的气体的热化学方程式为PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) △H = kJ·mol1；故答案为：PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) △H = kJ·mol1。

⑵①升高温度，平衡常数减小，平衡逆向移动，逆向是吸热反应，正向是放热反应，因此d＜0；故答案为：＜。

②，则混合气体中CO的体积分数；故答案为：9.09%或。

⑶新型液流式铅蓄电池以可溶的甲基磺酸铅为电解质，电池总反应：Pb+PbO2+4H+2Pb2++2H2O；a. 根据总反应得出放电时，溶液中Pb2+浓度增加，充电时，Pb2+浓度减少，故a错误；b. 放电时，根据“同性相吸”得到溶液中H+向正极即PbO2极区移动，故b正确；c. 根据总反应，放电时，Pb为负极，PbO2为正极，因此放电时的负极反应式为：Pb2e－ = Pb2+，故c正确；d. 充电时的阳极反应式为：Pb2++2H2O 2e－ = PbO2 + 4H+，故d错误；综上所述，答案为：bc。

⑷向醋酸铅溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液至pH=13时，根据图中信息，主要是Pb(OH)3－与OH－反应生成Pb(OH)42，其主要的离子反应方程式是Pb(OH)3－+OH－=Pb(OH)42，其平衡常数；故答案为：Pb(OH)3－+OH－=Pb(OH)42；10。