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飞机、汽车、拖拉机、坦克,都是用蓄电池作为照明光源是典型的可充型电池,总反应式为:
Pb+PbO2+4H++2SO42-
 放电 
.
充电
2PbSO4+2H2O
(1)当K闭合时,a电极的电极反应式是
PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
;放电过程中SO42-向
b
b
极迁移.当K闭合一段时间后,再打开K,Ⅱ可单独作为原电池使用,此时c电极的电极反应式为
Pb-2e-+SO42-=PbSO4
Pb-2e-+SO42-=PbSO4
.
(2)铅的许多化合物,色彩缤纷,常用作颜料,如铬酸铅是黄色颜料,碘化铅是金色颜料(与硫化锡齐名),室温下碘化铅在水中存在如下平衡:PbI2(S)?Pb2+(aq)+2I-(aq).
①该反应的溶度积常数表达式为Ksp=
c(Pb2+)?c2(I-)
c(Pb2+)?c2(I-)
.
②已知在室温时,PbI2的溶度积Ksp=8.0×10-9,则100mL 2×10-3mol/L的碘化钠溶液中,加入100mL2×10-2mol/L的硝酸铅溶液,通过计算说明是否能产生PbI2沉淀
Qc=10-2?(10-3)2=10-8>Ksp,能产生PbI2沉淀
Qc=10-2?(10-3)2=10-8>Ksp,能产生PbI2沉淀
.
③探究浓度对碘化铅沉淀溶解平衡的影响
该化学小组根据所提供试剂设计两个实验,来说明浓度对沉淀溶解平衡的影响.
提供试剂:NaI饱和溶液、NaCl饱和溶液、FeCl3饱和溶液、PbI2饱和溶液、PbI2悬浊液;
信息提示:Pb2+和Cl-能形成较稳定的PbCl42-络离子.
请填写下表的空白处:
实验内容 实验方法 实验现象及原因分析
①碘离子浓度增大对平衡的影响
取PbI2饱和溶液少量于一支试管中,再加入少量NaI饱和溶液,
取PbI2饱和溶液少量于一支试管中,再加入少量NaI饱和溶液,
溶液中出现黄色浑浊.
原因是溶液中c(I-)增大,使Qc大于了pbI2的Ksp
溶液中出现黄色浑浊.
原因是溶液中c(I-)增大,使Qc大于了pbI2的Ksp
②铅离子浓度减小对平衡的影响
取PbI2悬浊液少量于一支试管中,再加入少量NaCl饱和溶液
取PbI2悬浊液少量于一支试管中,再加入少量NaCl饱和溶液
黄色浑浊消失 原因是形成PbCl42-,导致溶液中c(Pb2+)减小,使Qc小于了pbI2的Ksp
黄色浑浊消失 原因是形成PbCl42-,导致溶液中c(Pb2+)减小,使Qc小于了pbI2的Ksp
③
铅离子和碘离子浓度都减小对平衡的影响
铅离子和碘离子浓度都减小对平衡的影响
在PbI2悬浊液中加入少量FeCl3饱和溶液
PbI2 +2Fe3++4Cl-=PbCl42-+2Fe2++I2
PbI2 +2Fe3++4Cl-=PbCl42-+2Fe2++I2
④已知室温下PbI2的Ksp=8.0×10-9,将适量PbI2固体溶于 100mL水中至刚好饱和,该过程中Pb2+和I-浓度随时间变化关系如图(饱和PbI2溶液中c(I-)=0.0025mol?L-1).若t1时刻在上述体系中加入100mL.、0.020mol?L-1 NaI 溶液,画出t1时刻后Pb2+和I-浓度随时间变化关系图.
⑤至于碳酸铅,早在古代就被用作白色颜料.考古工作者发掘到的古代壁画或泥俑,其中人脸常是黑色的.经过化学分析和考证,证明这黑色的颜料是铅的化合物--硫化铅(已知PbCO3的
Ksp=1.46×10-13,PbS的Ksp=9.04×10-29)试分析其中奥妙
PbCO3的Ksp=1.46×10-13 >PbS的Ksp=9.04×10-29 故PbCO3与S2-接触时,转化为更难溶的黑色的PbS了
PbCO3的Ksp=1.46×10-13 >PbS的Ksp=9.04×10-29 故PbCO3与S2-接触时,转化为更难溶的黑色的PbS了
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分析:(1)在铅蓄电池中,正极是氧化铅发生得电子得还原反应;原电池中的阴离子移向负极,铅和二氧化铅组成的原电池中,负极是铅发生失电子的氧化反应;
(2)①根据溶度积常数的表达式的书写来回答;
②根据Qc和Ksp之间的关系来判断有无沉淀生成;
③影响化学平衡移动的因素-浓度:增大反应物(减小生成物)浓度,向着正向进行,增大生成物(减小反应物)浓度平衡向左进行来判断;
④根据影响化学平衡移动的因素(浓度)来回答;
⑤Ksp越大,则沉淀的溶解能力越大,沉淀向着更难溶的方向转化来分析.
解答:解:(1)当K闭合时,Ⅰ是原电池,Ⅱ是电解池,在原电池中,Pb是负极,PbO2是正极,正极是氧化铅发生得电子得还原反应,即PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O,放电过程中SO42-向负极b即移动,当K闭合一段时间后,再打开K,Ⅱ可单独作为原电池使用,在c极上少量的Pb做负极,发生失电子的氧化反应,Pb-2e-+SO42-=PbSO4,故答案为:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O;b;Pb-2e-+SO42-=PbSO4;
(2)①平衡常数的表达式Ksp=c(Pb2+)?c2(I-).
,故答案为:c(Pb2+)?c2(I-);
②100mL 2×10-3mol/L的碘化钠溶液中,加入100mL2×10-2mol/L的硝酸铅溶液,Qc=c(Pb2+)?c2(I-).
=10-8>Ksp,能产生PbI2沉淀,故答案为:Qc=10-2?(10-3)2=10-8>Ksp,能产生PbI2沉淀;
③影响化学平衡移动的因素-浓度:增大反应物(减小生成物)浓度,向着正向进行,增大生成物(减小反应物)浓度平衡向左进行,根据碘化铅的溶解平衡:PbI2(S)?Pb2+(aq)+2I-(aq),溶液中c(I-)增大,平衡向左进行,Pb2+和Cl-能形成较稳定的PbCl42-络离子,加入少量NaCl饱和溶液,会导致溶液中c(Pb2+)减小,平衡向右进行,二价铅离子和三价铁离子可以发生氧化还原反应,加入少量FeCl3饱和溶液,会消耗碘化铅,向左移动,故答案为:
实验内容 实验方法 实验现象及原因分析
①碘离子浓度增大对平衡的影响 取PbI2饱和溶液少量于一支试管中,再加入少量NaI饱和溶液(2分) 溶液中出现黄色浑浊.
原因是使Qc大于了pbI2的Ksp(2分)
②铅离子浓度减小对平衡的影响
 
取PbI2悬浊液少量于一支试管中,再加入少量NaCl饱和溶液(2分) 黄色浑浊消失   原因是形成PbCl42-,导致溶液中c(Pb2+)减小,使Qc小于了pbI2的Ksp(2分)
③铅离子和碘离子浓度都减小对平衡的影响(2分) 在PbI2悬浊液中加入少量FeCl3饱和溶液 PbI2 +2Fe3++4Cl-=PbCl42-+2Fe2++I2(2分)
④t1时刻在上述体系中加入100mL.、0.020mol?L-1 NaI 溶液,则平衡逆向进行,碘离子浓度增大,但是铅离子浓度减小,即,故答案为:;
⑤根据Ksp的含义,Ksp越大,则沉淀的溶解能力越大,沉淀向着更难溶的方向转化,
故答案为:PbCO3的Ksp=1.46×10-13 >PbS的Ksp=9.04×10-29 故PbCO3与S2-接触时,转化为更难溶的黑色的PbS了.
点评:本题考查了二次电池的有关知识以及沉淀溶解平衡的移动知识,综合性较强,可以根据教材知识来回答,难度较大.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:2011年浙江省杭州市新理想高复学校高考化学模拟试卷(解析版) 题型:解答题

飞机、汽车、拖拉机、坦克,都是用蓄电池作为照明光源是典型的可充型电池,总反应式为:
Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O
(1)当K闭合时,a电极的电极反应式是______;放电过程中SO42-向______极迁移.当K闭合一段时间后,再打开K,Ⅱ可单独作为原电池使用,此时c电极的电极反应式为______.
(2)铅的许多化合物,色彩缤纷,常用作颜料,如铬酸铅是黄色颜料,碘化铅是金色颜料(与硫化锡齐名),室温下碘化铅在水中存在如下平衡:PbI2(S)?Pb2+(aq)+2I-(aq).
①该反应的溶度积常数表达式为Ksp=______.
②已知在室温时,PbI2的溶度积Ksp=8.0×10-9,则100mL 2×10-3mol/L的碘化钠溶液中,加入100mL2×10-2mol/L的硝酸铅溶液,通过计算说明是否能产生PbI2沉淀______.
③探究浓度对碘化铅沉淀溶解平衡的影响
该化学小组根据所提供试剂设计两个实验,来说明浓度对沉淀溶解平衡的影响.
提供试剂:NaI饱和溶液、NaCl饱和溶液、FeCl3饱和溶液、PbI2饱和溶液、PbI2悬浊液;
信息提示:Pb2+和Cl-能形成较稳定的PbCl42-络离子.
请填写下表的空白处:
实验内容实验方法实验现象及原因分析
①碘离子浓度增大对平衡的影响____________
②铅离子浓度减小对平衡的影响____________
③______在PbI2悬浊液中加入少量FeCl3饱和溶液______
④已知室温下PbI2的Ksp=8.0×10-9,将适量PbI2固体溶于 100mL水中至刚好饱和,该过程中Pb2+和I-浓度随时间变化关系如图(饱和PbI2溶液中c(I-)=0.0025mol?L-1).若t1时刻在上述体系中加入100mL.、0.020mol?L-1 NaI 溶液,画出t1时刻后Pb2+和I-浓度随时间变化关系图.
⑤至于碳酸铅,早在古代就被用作白色颜料.考古工作者发掘到的古代壁画或泥俑,其中人脸常是黑色的.经过化学分析和考证,证明这黑色的颜料是铅的化合物--硫化铅(已知PbCO3的
Ksp=1.46×10-13,PbS的Ksp=9.04×10-29)试分析其中奥妙______.

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