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【題目】鉛單質及其化合物在新能源領域應用廣泛,工業(yè)上利用方鉛精礦(主要成分為PbS)制備PbSO4的工藝流程如下:

已知:①PbCl2(s)+2Cl(aq)PbCl4-(aq) △H>0 ②Ksp(PbSO4)=1.0×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5③Fe3+、Pb2+以氫氧化物形式完全沉淀時,溶液的pH值分別為3.2、7.0。

(1)步驟Ⅰ中發(fā)現有淡黃色沉淀生成,請寫出離子反應方程式:_______________________;

(2)步驟Ⅰ原料預處理過程中寫出一種除攪拌外加快反應速率的辦法:_________________;反應溫度不宜過高,且需加入過量鹽酸保證溶液呈強酸性,原因是:____________________;

(3)操作①應為:_______ ;操作②應為:_________ ;

A、趁熱過濾 B、蒸發(fā)濃縮,冷卻結晶; C、蒸發(fā)結晶 D、重結晶

(4)寫出步驟III中PbCl2生成PbSO4的離子反應方程式:___________________________ ,該反應的平衡常數K=_______

(5)鉛蓄電池(Pb-PbO2-H2SO4)充電時的陽極反應方程式:_________________________ ;

(6)某鉛蓄電池放電時電流為0.2A,可持續(xù)放電時間96500s,此時參加反應的Pb的質量為41.4g,求該電池放電的能量轉化率α=_________ 。(電池能量轉化率的定義:α=實際輸出電量/理論輸出電量×100%,結果保留兩位有效數字,已知法拉第常數為96500C/mol)

【答案】PbS+2Fe3++2Cl= PbCl2+2Fe2++S將方鉛礦精礦磨成粉末抑制Fe3+、Pb2+離子水解ABPbCl2(s)+ SO42(aq) PbSO4(s)+2Cl-(aq)1.6×103mol/LPbSO4 -2e +2H2O =PbO2+SO42-+4H+50%

【解析】

往方鉛礦精礦中加入FeCl3溶液和鹽酸,FeCl3PbS反應生成PbCl2S,產物中加入飽和食鹽水,趁熱過濾利于PbCl2(s)+2Cl(aq)PbCl4-(aq)△H>0

正向進行,使PbCl2溶解,過濾除去硫等雜質濾液1含有PbCl4-、Cl-Fe2+、Fe3+,濾液1蒸發(fā)濃縮,冷水浴中冷卻,利用平衡逆向進行析出PbCl2晶體,PbCl2晶體中加入稀硫酸,轉化為更難溶的硫酸鉛沉淀,過濾得到硫酸鉛沉淀洗滌、烘干得到硫酸鉛粉末以此解答。

(1)由分析可知FeCl3PbS反應生成PbCl2S,Pb元素化合價不變,S元素化合價升高,則鐵元素的化合價降低FeCl2生成,反應離子方程式為PbS+2Fe3++2Cl= PbCl2+2Fe2++S

因此,本題正確答案是PbS+2Fe3++2Cl= PbCl2+2Fe2++S ;

(2) 將方鉛礦精礦磨成粉末能增大反應接觸面積,加快反應速率;Fe3+、Pb2+以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH值分別為3.2、7.0,加入鹽酸的主要目的是為了控制pH值在0.5~1.0,抑制Fe3+、Pb2+的水解,
因此,本題正確答案是將方鉛礦精礦磨成粉末;抑制Fe3+、Pb2+離子水解

(3)產物中加入飽和食鹽水趁熱過濾,利于PbCl2(s)+2Cl(aq)PbCl4-(aq)△H>0

正向進行,使PbCl2溶解,過濾除去硫等雜質,濾液1含有PbCl4-Cl-、Fe2+、Fe3+,濾液1蒸發(fā)濃縮,冷水浴中冷卻,利用平衡逆向進行,析出PbCl2晶體,操作①應為:趁熱過濾;操作②應為:蒸發(fā)濃縮,冷卻結晶;

因此,本題正確答案是A ; B ;
(4) Ksp(PbSO4)=1.0×10-8<Ksp(PbCl2)=1.6×10-5結合沉淀的轉化,PbCl2晶體轉化為PbSO4沉淀是因為PbCl2中加入稀硫酸破壞了氯化鉛的溶解平衡,使溶解平衡正向移動生成硫酸鉛,反應的離子方程式為PbCl2(s)+ SO42-(aq)PbSO4(s)+2Cl-(aq),該反應的平衡常數K====1.6×103mol/L
因此,本題正確答案是PbCl2(s)+ SO42-(aq)PbSO4(s)+2Cl-(aq);1.6×103mol/L;
(5)鉛蓄電池充電時為電解池,陽極發(fā)生氧化反應,PbSO4在陽極失去電子,生成PbO2電極反應式為PbSO4 -2e- +2H2O =PbO2+SO42-+4H+;

因此,本題正確答案是PbSO4 -2e- +2H2O =PbO2+SO42-+4H+;(6)41.4gPb的物質的量為:=0.2mol,由電極反應可知:Pb2e-,所以實際輸出電量為:0.2mol×2×96500C/mol=38600C,理論輸出的電量為:Q=It=0.2A×96500s=19300C,

該電池放電的能量轉化率α=實際輸出電量/理論輸出電量×100%=×100%=50%,

因此,本題正確答案是50%。

練習冊系列答案
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【題目】某化學小組為了證明二氧化硫和氯氣的漂白性,設計了如下圖所示的實驗裝置:

他們制備二氧化硫和氯氣所依據的原理分別是:

Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+SO2

MnO2+4HCl(濃)MnCl2+2H2O+Cl2

(1)用來制取氯氣的裝置是________(填字母),反應中濃鹽酸所表現出的化學性質是________________________________

(2)反應開始一段時間后,B、D試管中的品紅溶液均褪色。停止通氣后,再給B、D兩個試管分別加熱,__________(填“B”或“D”)試管中無明顯現象。

(3)裝置C的作用是____________________

(4)若裝置D中的品紅溶液換成紫色的石蕊溶液,則出現的現象是__________________

(5)該小組同學將兩種氣體混合后通入品紅溶液,一段時間后,品紅溶液幾乎不褪色。查閱資料得知:兩種氣體按體積比1∶1混合,再與水反應可生成兩種常見的酸,因而失去漂白作用,該反應的化學方程式是____________________________。

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【題目】A在一定條件下可以轉化為有機物E,其轉化關系如下圖。已如烴A在標準狀況下的密度為1.16g/L,加熱時B與新制氫氧化銅產生磚紅色沉淀。E為有濃郁香味、不易溶于水的油狀液體。

請回答:

(1)B中官能團的結構簡式為_____,C中官能團的名稱為______,E的核磁共振氫譜圖中有_____組峰。

(2)寫出化學方程式:

______________________。

(3)下列說法正確的是______ (填標號)。

a.C物質與金屬制反應比水與金屬鈉反應更劇烈

b.有機物C、D、E可用飽和Na2CO3溶液鑒別

c.實驗室制各E時,加入濃鹽酸做催化劑

d.B能被酸性KMnO4溶液氧化

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】在一個10 L的密閉容器發(fā)生反應A(g)+B(g) C(g)+D(g),測得平衡常數和溫度的關系如下:

溫度/

700

800

830

1000

1200

平衡常數

1.7

1.1

K

0.6

0.4

回答下列問題:

(1)△H ____________ 0(“<” “>”)。

(2)830℃時,向一個10 L的密閉容器中充入1molA1molB,則:

反應達平衡時,n (D)0.5 mol,則A的平衡轉化率為

該溫度下平衡常數K= 。

(3)判斷該反應是否達到平衡的依據為

ac(A)不再改變 b.混合氣體的密度不再改變

c.體系內壓強不再改變 d.單位時間內生成C和消耗D的物質的量相等

(4)1200℃時反應C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常數為

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】如圖所示,甲池的總反應式為N2H4+O2===N2+2H2O。下列說法正確的是

A. 乙池中Fe電極上發(fā)生氧化反應

B. 乙池中石墨電極上發(fā)生的反應可寫為4OH-4e===2H2O+O2

C. 甲池溶液pH增大,乙池溶液pH減小

D. 甲池中每消耗0.1 mol N2H4乙池電極上則會析出6.4 g固體

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【題目】一定溫度下,三種碳酸鹽MCO3(MMg2、Ca2Mn2)的沉淀溶解平衡曲線如下圖所示。已知: pM=lgc(M),pc(CO32=lgc(CO32)。下列說法正確的是

A. MgCO3CaCO3、MnCO3Ksp依次增大

B. a點可表示MnCO3的飽和溶液,且c(Mn2)> c(CO32

C. b點可表示CaCO3的飽和溶液,且c(Ca2)<c(CO32

D. c點可表示MgCO3的不飽和溶液,且c(Mg2)<c(CO32

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【題目】化學與我們的生活息息相關,化學的豐富多彩從而導致我們的生活也多姿多彩。

(1)中國的瓷器名世界,制備陶瓷是以粘土[主要成分 Al2Si2O5(OH)4]為原料,經過高溫燒結而成,若以氧化物形式表示該粘土的組成,則應表示為________________________

(2)硅元素為親氧元素,其在自然界通常以化合態(tài)形式存在,而單質硅是一種重要的半導體材料,在工業(yè)上常在高溫下用C還原SiO2來制取,請寫出該反應的化學方程式_________________________________。

(3)新制的氯水通入適量的SO2可以看到氯水顏色褪去,請寫出此時導致顏色褪去的化學方程________。

(4)新制備的氫氧化亞鐵為白色固體,在空氣中會迅速變灰綠色最后變成紅褐色,請寫出氫氧化亞鐵固體在空氣中發(fā)生變化的化學方程式_______________________________________________。

(5)金屬銅與濃、稀硝酸的反應可以分別用于實驗室制取NO或NO2氣體,請寫出實驗室利用銅與稀硝酸反應制取NO的離子方程式___________________________________________________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】說法正確的是( )

A. 是氧化劑,是還原劑 B. 產物中的有一部分是氧化產物

C. 既是氧化產物又是還原產物 D. 發(fā)生反應,有 轉移

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】 NaOH、MgCl2、AlCl3 三種固體組成的混合物溶于足量水后,產生 1.16g 白色沉淀, 再向所得濁液中逐漸加入 2.00mol/LHCl 溶液,加入HCl 溶液的體積與生成沉淀的關系如圖所示。

(1)A 點沉淀物的化學式為_____。B 點縱坐標為___________________

(2)A 點至B 點改為通入二氧化碳氣體,至少須標準狀況下二氧化碳_____mL。此時發(fā)生反應的離子方程式為_____

(3)B 點含溶質的物質的量是_____mol。C (此時沉淀恰好完全溶解)HCl 溶液的體積為_____mL。

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