Question

【題目】硫酸鉛可用于鉛蓄電池、纖維增重劑、涂料分析試劑．工業(yè)上通常用自然界分布最廣的方鉛礦(主要成分為PbS)生產(chǎn)硫酸鉛。工藝流程如下：

已知：①Ksp(PbSO4)=1.08×10-8，Ksp(PbCl2)=1.6×l0-5．

②PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq) △H＞0

③Fe3+、Pb2+以氫氧化物形式開(kāi)始沉淀時(shí)的pH值分別為1.9和7．

(I)流程中加入鹽酸可以控制溶液的pH＜1.9，主要目的是 _____________________，反應(yīng)過(guò)程中可觀察到淡黃色沉淀，則步驟（1）對(duì)應(yīng)的主要反應(yīng)的離子方程式為 ____________________________；

(II)步驟（2）所得的濾液A 蒸發(fā)濃縮后再用冰水浴的目的是___________(請(qǐng)用平衡移動(dòng)原理解釋)

(III)上述流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有___________；

(Ⅵ)步驟（4）中反應(yīng)的離子方程式為_____________________.對(duì)濾液C中氯離子的測(cè)定可中和后采用K2CrO4為指示劑，以AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中Cl，利用Ag+與CrO42-生成磚紅色沉淀，指示到達(dá)滴定終點(diǎn)。選用K2CrO4溶液的最好濃度等于 _____________mol·L1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.0×10-12和2.0×10-10)。

(Ⅴ)PbO2與MnO2性質(zhì)相似，請(qǐng)寫(xiě)出PbO2與濃鹽酸加熱條件下反應(yīng)的離子方程式______________________

Answer 1

【答案】 抑制Fe3+的水解 2Fe3++PbS+2Cl-=PbCl2+S+2Fe2+ 用冰水浴使PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl4-△H＞0逆向移動(dòng)，使PbCl4-轉(zhuǎn)化PbCl2析出 FeCl3、HCl PbCl2+SO42-= PbSO4+2Cl- 5×10-3 PbO2+4H++2Cl-=Pb2++Cl2+2H2O

【解析】往方鉛礦中加入FeCl3溶液和鹽酸，FeCl3與PbS反應(yīng)生成PbCl2和S，產(chǎn)物中加入飽和食鹽水，趁熱過(guò)濾，有利于PbCl2（s）+2Cl-（aq）PbCl4-△H＞0正向進(jìn)行，使PbCl2溶解，過(guò)濾除去硫等雜質(zhì)，濾液A含有PbCl4-、Cl-、Fe2+、Fe3+等，濾液A蒸發(fā)濃縮，冷水浴中冷卻，利用平衡逆向進(jìn)行，析出PbCl2晶體，濾液B中含有Fe2+、Fe3+，用過(guò)氧化氫進(jìn)行氧化后循環(huán)利用，PbCl2晶體中加入稀硫酸，轉(zhuǎn)化為更難溶的硫酸鉛沉淀，過(guò)濾得到硫酸鉛沉淀，洗滌、烘干得到硫酸鉛粉末，濾液C中含有HCl。

（Ⅰ）Fe3+、Pb2+以氫氧化物形式開(kāi)始沉淀時(shí)的pH值分別為1.9和7，流程中加入鹽酸可以控制溶液的pH＜1.9，主要目的是：抑制Fe3+的水解，FeCl3與PbS反應(yīng)生成PbCl2和S，Pb元素化合價(jià)不變，S元素化合價(jià)升高，則鐵元素的化合價(jià)降低，有FeCl2生成，反應(yīng)方程式為：2FeCl3+PbS=PbCl2+S+2FeCl2，反應(yīng)離子方程式為：2Fe3++PbS=PbCl2+S+2Fe2+；（Ⅱ）用冰水浴使PbCl2（s）+2Cl-（aq）PbCl4-△H＞0逆向移動(dòng)，使PbCl4-轉(zhuǎn)化PbCl2析出；（Ⅲ）過(guò)氧化氫將濾液B中Fe2+氧化為Fe3+，再循環(huán)利用，C溶液中含有HCl，也可以循環(huán)利用；（Ⅳ）①根據(jù)以上分析可知步驟（4）中反應(yīng)的離子方程式為PbCl2+SO42-＝PbSO4+2Cl-；當(dāng)氯離子濃度小于10－5mol/L時(shí)可以認(rèn)為沉淀完全，此時(shí)銀離子濃度是2.0×10-10/10－5mol/L＝2×10－5mol/L，所以鉻酸鉀的濃度是；(Ⅴ)PbO2與MnO2性質(zhì)相似，PbO2與濃鹽酸加熱條件下生成氯氣的離子方程式為PbO2+4H++2Cl-Pb2++Cl2+2H2O。