大力发展电动汽车，可以有效控制空气污染．目前机动车常使用的电池有铅蓄电池、锂电池等．Ⅰ．铅蓄电池充放电的总反应为：PbO2+Pb+2H2SO4⇌充电放电2PbSO4+2H2O，锂硫电池充放电的总反应为

Question

大力发展电动汽车，可以有效控制空气污染．目前机动车常使用的电池有铅蓄电池、锂电池等．
Ⅰ．铅蓄电池充放电的总反应为：PbO₂+Pb+2H₂SO₄⇌_充电^放电2PbSO₄+2H₂O，锂硫电池充放电的总反应为：2Li+S

充电

放电

Li₂S．
（1）放电时，铅蓄电池的负极反应式为___．
（2）锂硫电池工作时，电子经外电路流向___（填“正极”或“负极”）．
（3）当消耗相同质量的负极活性物质时，锂硫电池的理论放电量是铅蓄电池的___倍．
Ⅱ．由方铅矿（PbS）制备铅蓄电池电极材料（PbO₂）的方法如下：
（1）油画所用的白色颜料PbSO₄置于空气中，遇H₂S气体变成黑色PbS，从而使油画的色彩变暗，用H₂O₂清洗，可使油画“复原”．
①H₂O₂的作用是___．
②已知硫化铅溶于水时存在溶解平衡：PbS（s）⇌Pb²⁺（aq）+S^2-（aq），试分析PbS（s）能溶于稀HNO₃的原因___．
（2）滤液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SO₄^2-过多，循环使用时可能出现的问题是___．
（3）①PbO与次氯酸钠溶液反应可制得PbO₂，写出该反应的离子方程式___．
②以石墨为电极，电解Pb（NO₃）₂溶液也可以制得PbO₂，则阳极的电极反应式为___；电解时为提高Pb元素的利用率，常在Pb（NO₃）₂溶液中加入适量Cu（NO₃）₂，理由是___．

Answer 1

（1）放电时，铅蓄电池的负极发生氧化反应，而铅离子与溶液中的硫酸根离子生成难溶的硫酸铅，电极反应式为：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，故答案为：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄；
（2）原电池工作时电子由负极流向正极，故答案为：正极；
（3）铅蓄电池中铅是负极，207g铅消耗时转移 2mol e^-，故钠硫电池的理论放电量是铅蓄电池的：(207)/(46)=4.5 倍，故答案为：4.5；
Ⅱ．（1）①过氧化氢将黑色PbS氧化成白色的硫酸铅，所以过氧化氢是氧化剂，故答案为：氧化剂；
②已知硫化铅溶于水时存在溶解平衡：PbS（s）⇌Pb²⁺（aq）+S^2-（aq），电离产生的硫离子具有还原性，而硝酸具有强氧化性，发生氧化还原反应，导致硫离子的浓度减少，固平衡正向移动，故答案为：硝酸氧化硫离子导致硫离子的浓度减小，使溶解平衡正向移动，促进PbS的溶解；
（2）硝酸铅与硫酸发生复分解反应生成难溶硫酸铅，和硝酸；残留的SO₄^2-过多，会与溶液中的铅离子结合成难溶的硫酸铅，导致铅的流失，减少了二氧化铅的产量，故答案为：HNO₃；浸出时部分铅离子生成硫酸铅随浸出渣排出，降低硫酸铅的产率；
（3）①PbO和次氯酸钠反应生成二氧化铅和氯化钠，离子方程式为PbO+ClO^-=PbO₂+Cl^-；②电解时，阳极上铅离子失电子和水反应生成二氧化铅，电极反应式为Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂↓+4H⁺；加入硫酸铜，铜离子在阴极放电生成单质铜，避免了铅离子放电，从而大大提高铅离子的利用率，
故答案为：PbO+ClO^-=PbO₂+Cl^-；Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂↓+4H⁺，加入硫酸铜，铜离子在阴极放电生成单质铜，避免了铅离子在阴极放电，增大铅离子的利用率．