Question

飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、坦克，都是用蓄電池作為照明光源是典型的可充型電池，總反應(yīng)式為：
Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-2PbSO₄+2H₂O
（1）當(dāng)K閉合時，a電極的電極反應(yīng)式是______；放電過程中SO₄^2-向______極遷移．當(dāng)K閉合一段時間后，再打開K，Ⅱ可單獨(dú)作為原電池使用，此時c電極的電極反應(yīng)式為______．
（2）鉛的許多化合物，色彩繽紛，常用作顏料，如鉻酸鉛是黃色顏料，碘化鉛是金色顏料（與硫化錫齊名），室溫下碘化鉛在水中存在如下平衡：PbI₂（S）?Pb²⁺（aq）+2I^-（aq）．
①該反應(yīng)的溶度積常數(shù)表達(dá)式為Ksp=______．
②已知在室溫時，PbI₂的溶度積Ksp=8.0×10^-9，則100mL 2×10^-3mol/L的碘化鈉溶液中，加入100mL2×10^-2mol/L的硝酸鉛溶液，通過計算說明是否能產(chǎn)生PbI₂沉淀______．
③探究濃度對碘化鉛沉淀溶解平衡的影響
該化學(xué)小組根據(jù)所提供試劑設(shè)計兩個實驗，來說明濃度對沉淀溶解平衡的影響．
提供試劑：NaI飽和溶液、NaCl飽和溶液、FeCl₃飽和溶液、PbI₂飽和溶液、PbI₂懸濁液；
信息提示：Pb²⁺和Cl^-能形成較穩(wěn)定的PbCl₄^2-絡(luò)離子．
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實驗內(nèi)容	實驗方法	實驗現(xiàn)象及原因分析
①碘離子濃度增大對平衡的影響	______	______
②鉛離子濃度減小對平衡的影響	______	______
③______	在PbI2懸濁液中加入少量FeCl3飽和溶液	______

④已知室溫下PbI₂的K_sp=8.0×10^-9，將適量PbI₂固體溶于 100mL水中至剛好飽和，該過程中Pb²⁺和I^-濃度隨時間變化關(guān)系如圖（飽和PbI₂溶液中c（I^-）=0.0025mol?L^-1）．若t₁時刻在上述體系中加入100mL．、0.020mol?L^-1 NaI 溶液，畫出t₁時刻后Pb²⁺和I^-濃度隨時間變化關(guān)系圖．
⑤至于碳酸鉛，早在古代就被用作白色顏料．考古工作者發(fā)掘到的古代壁畫或泥俑，其中人臉常是黑色的．經(jīng)過化學(xué)分析和考證，證明這黑色的顏料是鉛的化合物--硫化鉛（已知PbCO₃的
Ksp=1.46×10^-13，PbS的Ksp=9.04×10^-29）試分析其中奧妙______．

Answer 1

【答案】分析：（1）在鉛蓄電池中，正極是氧化鉛發(fā)生得電子得還原反應(yīng)；原電池中的陰離子移向負(fù)極，鉛和二氧化鉛組成的原電池中，負(fù)極是鉛發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
（2）①根據(jù)溶度積常數(shù)的表達(dá)式的書寫來回答；
②根據(jù)Qc和Ksp之間的關(guān)系來判斷有無沉淀生成；
③影響化學(xué)平衡移動的因素-濃度：增大反應(yīng)物（減小生成物）濃度，向著正向進(jìn)行，增大生成物（減小反應(yīng)物）濃度平衡向左進(jìn)行來判斷；
④根據(jù)影響化學(xué)平衡移動的因素（濃度）來回答；
⑤Ksp越大，則沉淀的溶解能力越大，沉淀向著更難溶的方向轉(zhuǎn)化來分析．
解答：解：（1）當(dāng)K閉合時，Ⅰ是原電池，Ⅱ是電解池，在原電池中，Pb是負(fù)極，PbO2是正極，正極是氧化鉛發(fā)生得電子得還原反應(yīng)，即PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O，放電過程中SO₄^2-向負(fù)極b即移動，當(dāng)K閉合一段時間后，再打開K，Ⅱ可單獨(dú)作為原電池使用，在c極上少量的Pb做負(fù)極，發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，故答案為：PbO₂+2e^-+4H⁺+SO₄^2-=PbSO₄+2H₂O；b；Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄；
（2）①平衡常數(shù)的表達(dá)式Ksp=．
，故答案為：；
②100mL 2×10^-3mol/L的碘化鈉溶液中，加入100mL2×10^-2mol/L的硝酸鉛溶液，Qc=．
=10^-8＞Ksp，能產(chǎn)生PbI₂沉淀，故答案為：Qc=10^-2?（10^-3）²=10^-8＞Ksp，能產(chǎn)生PbI₂沉淀；
③影響化學(xué)平衡移動的因素-濃度：增大反應(yīng)物（減小生成物）濃度，向著正向進(jìn)行，增大生成物（減小反應(yīng)物）濃度平衡向左進(jìn)行，根據(jù)碘化鉛的溶解平衡：PbI₂（S）?Pb²⁺（aq）+2I^-（aq），溶液中c（I^-）增大，平衡向左進(jìn)行，Pb²⁺和Cl^-能形成較穩(wěn)定的PbCl₄^2-絡(luò)離子，加入少量NaCl飽和溶液，會導(dǎo)致溶液中c（Pb²⁺）減小，平衡向右進(jìn)行，二價鉛離子和三價鐵離子可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)，加入少量FeCl₃飽和溶液，會消耗碘化鉛，向左移動，故答案為：

實驗內(nèi)容	實驗方法	實驗現(xiàn)象及原因分析
①碘離子濃度增大對平衡的影響	取PbI2飽和溶液少量于一支試管中，再加入少量NaI飽和溶液（2分）	溶液中出現(xiàn)黃色渾濁． 原因是使Qc大于了pbI2的Ksp（2分）
②鉛離子濃度減小對平衡的影響	取PbI2懸濁液少量于一支試管中，再加入少量NaCl飽和溶液（2分）	黃色渾濁消失   原因是形成PbCl42-，導(dǎo)致溶液中c（Pb2+）減小，使Qc小于了pbI2的Ksp（2分）
③鉛離子和碘離子濃度都減小對平衡的影響（2分）	在PbI2懸濁液中加入少量FeCl3飽和溶液	PbI2 +2Fe3++4Cl-=PbCl42-+2Fe2++I2（2分）

④t₁時刻在上述體系中加入100mL．、0.020mol?L^-1 NaI 溶液，則平衡逆向進(jìn)行，碘離子濃度增大，但是鉛離子濃度減小，即，故答案為：；
⑤根據(jù)Ksp的含義，Ksp越大，則沉淀的溶解能力越大，沉淀向著更難溶的方向轉(zhuǎn)化，
故答案為：PbCO₃的Ksp=1.46×10^-13 ＞PbS的Ksp=9.04×10^-29 故PbCO₃與S^2-接觸時，轉(zhuǎn)化為更難溶的黑色的PbS了．
點(diǎn)評：本題考查了二次電池的有關(guān)知識以及沉淀溶解平衡的移動知識，綜合性較強(qiáng)，可以根據(jù)教材知識來回答，難度較大．