分废旧铅蓄电池的回收利用是发展循环经济的必经之路。其阴、阳极填充物(铅膏,主要含PbO、PbO2、PbSO4)是废旧铅蓄电池的主要部分,回收时所得黄丹(PbO)
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分废旧铅蓄电池的回收利用是发展循环经济的必经之路。其阴、阳极填充物(铅膏,主要含PbO、PbO2、PbSO4)是废旧铅蓄电池的主要部分,回收时所得黄丹(PbO)、碳酸铅可用于合成三盐基硫酸铅(组成可表示为3PbO·PbSO4·H2O),其工艺流程如下:
(1)用碳酸盐作转化剂,将铅膏中的硫酸铅转化为碳酸铅,转化反应式如下: PbSO4(s)+CO (aq)PbCO3(s)+SO42-(aq) ①下列说法错误的是:___________________。 A.PbSO4的Ksp比PbCO3的Ksp大 B.该反应平衡时,c(CO)=c(SO42-) C.该反应的平衡常数K= ②室温时,向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化,在_________溶液中PbSO4转化率较大,理由是_________。 (2)滤液A能用来回收Na2SO4·10H2O,提取该晶体的主要步骤有____________、___________、过滤、洗涤、干燥;检验该晶体中阴离子的实验方法是______________。 (3)物质X是一种可循环使用的物质,其溶质主要是______________(填化学式),若X中残留的SO过,循环利用时可能出现的问题是__________________。 (4)生成三盐基硫酸铅的离子方程式为____________________。 (5)向铅膏浆液中加入Na2SO3溶液的目的是将其中的PbO2还原为PbO。若实验中所取铅膏的质量为47.8g,其中PbO2的质量分数为15%,则要将PbO2全部还原,至少需要加入__________mL的0.5 mol·L-1 Na2SO3溶液。 |
答案
(1) ①B(2分) ②Na2CO3(1分);相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,前者c(CO32-)较大 (1分) (2)蒸发浓缩(1分)、冷却结晶(1分) 取少量晶体溶于蒸馏水,然后用盐酸酸化,再滴BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即证明该晶体中含有SO42- (2分) (3)HNO3(1分)浸出时部分铅离子生成PbSO4随浸出渣排出,降低PbSO4的产率(2分) (4)4 PbSO4 + 6OH- ="3" PbO·PbSO4·H2O + 3 SO42- + 2 H2O (2分) (5) 60(2分) |
解析
试题分析:(1) ①对于PbSO4(s)+CO(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)可知: 反应的平衡常数 根据转化关系可知PbSO4的Ksp比PbCO3的Ksp大,A正确;当K=1,平衡时才有c(CO)=c(SO42-),B不正确;C正确。 ②室温时,向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化,前者c(CO32-)较大, PbSO4转化率较大。 (2)滤液A能用来回收Na2SO4·10H2O,提取该晶体的主要步骤有干燥蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤;检验该晶体中SO42-的实验方法是取少量晶体溶于蒸馏水,然后用盐酸酸化,再滴BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即证明该晶体中含有SO42-。 (3)可循环使用的物质HNO3;若HNO3中残留的SO42-过多,循环利用时可能出现的问题是浸出时部分铅离子生成PbSO4随浸出渣排出,降低PbSO4的产率; (5)由于:Na2SO3+PbO2===PbO+ Na2SO4可知:n(Na2SO3)=n(PbO2)= =0.03mol,故需要加入60mL的0.5 mol·L-1 Na2SO3溶液。 |
举一反三
生物燃料电池是以有机物为燃料,直接或简介利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池,其能量转化效率高,是一种真正意义上的绿色电池。其工作原理如图所示。下列有关说法正确的是
A.O2在C2电极上得电子,被氧化 | B.电子由C2极经外电路流向C1极 | C.每转移6mole-,理论上生成22.4LCO2 | D.C1极的电极反应式为C2H5OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+ |
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(14分)2013年初,雾霾天气多次肆虐天津、北京等地区。其中,燃煤和汽车尾气是 造成空气污染的原因之一。 (l)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)△H <0 ①该反应平衡常数表达式____________________________ ②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________________(填代号)。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。 已知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol ① 2NO2(g)N2O4(g) △H=-56.9 kJ/mol ② H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol ③ 写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(1)的热化学方程式:_____________________。 (3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解100mLlmol/L食盐水,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变).
①甲烷燃料电池的负极反应式:______________________________________. ②电解后溶液的pH=____(忽略氯气与氢氧化钠溶液反应) ③阳极产生气体的体积在标准状况下是________L |
据中国储能网讯2012年8月23日报道,锂离子电池常见的正极材料主要成分为LiCoO2,负极则是特殊分子结构的碳.电解质为能传导Li+的高分子材料,充电时,加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子,嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中,这种锂离子电池的电池反应为:Li(C)+LiCoO2Li2CoO2,下列说法不正确的是 A.该电池属于二次电池 B.充电时LiCoO2既发生氧化反应又发生还原反应 C.填充在正负极之间的电解质,除了保持稳定,还需要具有良好导电性,减小电池内阻 D.放电过程中Li+向负极移动 |
某课外活动小组同学用如图装置进行实验,试回答下列问题。
(1)若开始时开关K与b连接,则B极的电极反应式为 ,总反应的离子方程式为 ,有关上述实验,下列说法正确的是(填序号) 。 ①溶液中Na+向A极移动 ②从A极处逸出的气体能使湿润KI淀粉试纸变蓝 ③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度 ④若标准状况下B极产生2.24 L气体,则溶液中转移0.2 mol电子 (2)上述实验反应一小段时间后,再把开关K与a连接,则B极的电极反应式为 。 (3)该小组同学认为如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,则可以设想用如下图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽的阳极反应式为 。此时通过阴离子交换膜的离子数 (填”大于”或”小于”或”等于”)通过阳离子交换膜的离子数。 ②制得的氢氧化钾溶液从出口 (填写“A”、“B”、“C”、“D”)导出。 ③通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因 。 ④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池,则电池正极的电极反应式为 。 ⑤燃料电池所用燃料可以是氢气,也可以是其他燃料,如甲醇、肼等。液态肼(分子式N2H4)可以在氟气中燃烧生成氮气和氟化氢。利用肼、氟气与KOH溶液组成碱性燃料电池,请写出该电池负极的电极反应式 。 |
A、J是日常生活中常见的两种金属,这两种金属和NaOH组成原电池,A作负极;F常温下是气体单质,各物质有以下的转化关系(部分产物及条件略去)。
请回答以下问题: (1)写出该原电池的总反应方程式_____________________。 (2)写出②的化学方程_________________。 (3)常温时pH=12的C溶液中,溶质的阳离子与溶质的阴离子浓度之差为 。(写出计算式) (4)若③中J的氧化物为磁性氧化物,且每生成1mol J放出Q kJ的热量,请写出A→J反应的热化学方程式 。 |
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