Question

新型液流式鉛酸蓄電池是二次電池，以甲基磺酸鉛[Pb（CH₃SO₃）₂]溶液為電解液，正極板上覆蓋PbO₂，負極板上覆蓋Pb．電池總反應為：
Pb+PbO₂+4H⁺

充電

放電

2Pb²⁺+2H₂O
（1）甲基磺酸鉛可通過下列方法制備：以50%～58%的甲基磺酸（CH₃SO₃H）為電解液，分別以金屬鉛和石墨做電極，進行電解即可制得．電解時，該電解池陽極為

 

；總反應方程式為

 

．
（2）鉛酸蓄電池也存在缺點，主要有比能量低、

 

．（任答一條）
（3）利用高錳酸鉀測定某鉛氧化物樣品（Pb的化合價有+2、+4價）中鉛元素含量，具體步驟為：稱取樣品0.7340g，加入足量草酸還原+4價的Pb，調節(jié)溶液的pH，使Pb²⁺全部沉淀為PbC₂O₄；過濾、洗滌后將沉淀完全溶于適量酸中；用0.0400mol?L^-1 KMnO₄標準溶液滴定，達滴定終點時，消耗KMnO₄溶液30.25mL（假設只發(fā)生反應：5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O）．
試計算樣品中鉛元素的質量分數．

 

．

Answer 1

分析：（1）以50%～58%的甲基磺酸（CH₃SO₃H）為電解液，分別以金屬鉛和石墨做電極，進行電解即可制得，發(fā)生的反應為鉛和甲基磺酸反應生成氫氣和甲基磺酸鉛；
（2）鉛酸蓄電池易產生廢酸或產生重金屬鉛離子的污染；
（3）依據反應過程中物質的定量關系計算得到，草酸的主要作用是還原+4價鉛，形成草酸鉛沉淀，草酸鉛沉淀溶解在酸溶液中生成的草酸被高錳酸鉀溶液滴定測定．

解答：解：（1）以50%～58%的甲基磺酸（CH₃SO₃H）為電解液，分別以金屬鉛和石墨做電極，進行電解即可制得，鉛做陽極失電子生成鉛離子，氫離子在陰極得到電子生成氫氣，發(fā)生的反應為鉛和甲基磺酸反應生成氫氣和甲基磺酸鉛，反應的化學方程式為：Pb+2CH₃SO₃H

通電  .

Pb（CH₃SO₃）₂+H₂↑，
故答案為：Pb，Pb+2CH₃SO₃H  

通電  .

Pb（CH₃SO₃）₂+H₂↑；
（2）鉛蓄電池工作過程中生成鉛離子造成重金屬污染，電池中易產生廢酸污染環(huán)境，
故答案為：產生廢酸污染或產生重金屬離子污染；
（3）由反應PbC₂O₄+2H⁺=Pb²⁺+H₂C₂O₄
5H₂C₂O₄+2MnO₄^-+6H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O可得：
          5Pb²⁺～5H₂C₂O₄～2MnO₄^-
  5 mol×207 g?mol^-1      2 mol
       m                0.03025 L×0.0400 mol?L^-1
解之，得m=0.6262 g
ω（Pb）=

0.6262g

0.7340g

×100%=85.3%，
故答案為：85.3%．

點評：本題考查了電解池原理的分析應用，滴定反應的反應原理分析判斷，反應定量關系的分析理解是計算的關鍵，題目難度中等．