Question

【題目】硫酸鉛(PbSO4)廣泛應(yīng)用于制造鉛蓄電池、白色顏料等。利用方鉛礦精礦( PbS)直接制備硫酸鉛粉末的流程如下：

已知：(i) PbCl2 (s)+2C1-(aq)=PbCl42-(aq) △H>0

(ii)有關(guān)物質(zhì)的Ksp和沉淀時(shí)的pH如下：

物質(zhì)	Ksp	物質(zhì)	開(kāi)始沉淀時(shí)pH	完全沉淀時(shí)pH
PbSO4	1.0×10-8	Fe(OH)3	2.7	3.7
PbCl2	1.6×10-5	Pb(OH)2	6	7.04

（1）步驟I反應(yīng)加入鹽酸后可以觀(guān)察到淡黃色沉淀生成，請(qǐng)寫(xiě)出的離子方程式___________。

（2）用化學(xué)平衡移動(dòng)的原理解釋步驟Ⅱ中使用冰水浴的原因____________。

（3）在上述生產(chǎn)過(guò)程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)有______________。

（4）寫(xiě)出步驟Ⅲ中PbCl2晶體轉(zhuǎn)化為PbSO4沉淀的離子方程式________________。

（5）鉛的冶煉、加工會(huì)使水體中重金屬鉛的含量增大造成嚴(yán)重污染。某課題組制備了一種新型脫鉛劑（用EH表示），能有效去除水中的痕量鉛，脫鉛過(guò)程中主要發(fā)生的反應(yīng)為：2EH(s)+Pb2+E2Pb(s)+2H+。則脫鉛的最合適的pH范圍為____（填編號(hào)）

A.4～5 B.6～7 C.9～10 D.11～12

（6）PbSO4熱激活電池可用作火箭、導(dǎo)彈的工作電源。基本結(jié)構(gòu)如圖所示，其中作為電解質(zhì)的無(wú)水LiCl-KC1混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應(yīng)為PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。

①放電過(guò)程中，Li+向_______移動(dòng)（填“負(fù)極”或“正極”）。

②負(fù)極反應(yīng)式為_____________。

③電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子，理論上生成_________g Pb。

Answer 1

【答案】 PbS+2Fe3++2Cl-=PbCl2↓+2Fe2++S↓ 冰水浴可以使吸熱反戍PbCl2(s)十2Cl-(aq)PbCl4-(aq)逆向移動(dòng)。PbCl4-不斷轉(zhuǎn)化為PbCl2晶體而析出 FeCl3和鹽酸 PbCl2(s)+SO42-(aq) PbSO4(s) +2Cl-(aq) B 正極 Ca+2Cl--2e-=CaCl2 20.7

【解析】（1）本題考查氧化還原反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)，淡黃色的沉淀是S，方鉛礦中加入鹽酸和FeCl3，F(xiàn)eCl3具有強(qiáng)氧化性，把－2價(jià)S氧化成S，且PbCl2屬于難溶物，因此離子反應(yīng)方程式為：PbS+2Fe3＋+2Cl－=PbCl2↓+2Fe2＋+S↓；（2）考查勒夏特列原理，產(chǎn)物中加入NaCl，發(fā)生PbCl2＋2Cl－PbCl42－，此反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，采用冰水浴，促使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，生成PbCl2；（3）考查對(duì)流程的分析，濾液2中加入H2O2，H2O2把Fe2＋氧化成Fe3＋，F(xiàn)eCl3可以循環(huán)使用，PbCl2中加入稀硫酸，發(fā)生PCl2＋H2SO4=PbSO4＋2HCl，鹽酸可以循環(huán)使用；（4）考查沉淀的轉(zhuǎn)化，PbCl2和PbSO4都難溶于水，且PbSO4比PbCl2更難溶，離子反應(yīng)方程式為PbCl2(s)+SO42-(aq) PbSO4(s) +2Cl-(aq)；（5）根據(jù)反應(yīng)方程式，Pb以Pb2＋形式參與反應(yīng)，pH過(guò)小，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，pH過(guò)大，以Pb(OH)2全部沉淀，因此pH控制在6～7之間，故選項(xiàng)B正確；（6）考查電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)和原電池的工作原理，①根據(jù)原電池的工作原理，陽(yáng)離子向正極移動(dòng)，即Li＋向正極移動(dòng)；②負(fù)極是失去電子，化合價(jià)升高的反應(yīng)，Ca在負(fù)極上反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Ca＋2Cl－－2e－=CaCl2；③PbSO4失去2mol電子轉(zhuǎn)變成Pb，因此轉(zhuǎn)移0.2mol電子生成Pb的質(zhì)量為207×2/0.2g=20.7g。