题目内容
【题目】硫酸铅可用于铅蓄电池、纤维增重剂、涂料分析试剂.工业上通常用自然界分布最广的方铅矿(主要成分为PbS)生产硫酸铅。工艺流程如下:
已知:①Ksp(PbSO4)=1.08×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×l0-5.
②PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq) △H>0
③Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式开始沉淀时的pH值分别为1.9和7.
(I)流程中加入盐酸可以控制溶液的pH<1.9,主要目的是 _____________________,反应过程中可观察到淡黄色沉淀,则步骤(1)对应的主要反应的离子方程式为 ____________________________;
(II)步骤(2)所得的滤液A 蒸发浓缩后再用冰水浴的目的是___________(请用平衡移动原理解释)
(III)上述流程中可循环利用的物质有___________;
(Ⅵ)步骤(4)中反应的离子方程式为_____________________.对滤液C中氯离子的测定可中和后采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl,利用Ag+与CrO42-生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。选用K2CrO4溶液的最好浓度等于 _____________mol·L1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10-12和2.0×10-10)。
(Ⅴ)PbO2与MnO2性质相似,请写出PbO2与浓盐酸加热条件下反应的离子方程式______________________
【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逆向移动,使PbCl4-转化PbCl2析出 FeCl3、HCl PbCl2+SO42-= PbSO4+2Cl- 5×10-3 PbO2+4H++2Cl-=Pb2++Cl2+2H2O
【解析】往方铅矿中加入FeCl3溶液和盐酸,FeCl3与PbS反应生成PbCl2和S,产物中加入饱和食盐水,趁热过滤,有利于PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl4-△H>0正向进行,使PbCl2溶解,过滤除去硫等杂质,滤液A含有PbCl4-、Cl-、Fe2+、Fe3+等,滤液A蒸发浓缩,冷水浴中冷却,利用平衡逆向进行,析出PbCl2晶体,滤液B中含有Fe2+、Fe3+,用过氧化氢进行氧化后循环利用,PbCl2晶体中加入稀硫酸,转化为更难溶的硫酸铅沉淀,过滤得到硫酸铅沉淀,洗涤、烘干得到硫酸铅粉末,滤液C中含有HCl。
(Ⅰ)Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式开始沉淀时的pH值分别为1.9和7,流程中加入盐酸可以控制溶液的pH<1.9,主要目的是:抑制Fe3+的水解,FeCl3与PbS反应生成PbCl2和S,Pb元素化合价不变,S元素化合价升高,则铁元素的化合价降低,有FeCl2生成,反应方程式为:2FeCl3+PbS=PbCl2+S+2FeCl2,反应离子方程式为:2Fe3++PbS=PbCl2+S+2Fe2+;(Ⅱ)用冰水浴使PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl4-△H>0逆向移动,使PbCl4-转化PbCl2析出;(Ⅲ)过氧化氢将滤液B中Fe2+氧化为Fe3+,再循环利用,C溶液中含有HCl,也可以循环利用;(Ⅳ)①根据以上分析可知步骤(4)中反应的离子方程式为PbCl2+SO42-=PbSO4+2Cl-;当氯离子浓度小于10-5mol/L时可以认为沉淀完全,此时银离子浓度是2.0×10-10/10-5mol/L=2×10-5mol/L,所以铬酸钾的浓度是;(Ⅴ)PbO2与MnO2性质相似,PbO2与浓盐酸加热条件下生成氯气的离子方程式为PbO2+4H++2Cl-Pb2++Cl2+2H2O。
【题目】下列实验操作和现象对应的结论错误的是
选项 | 实验操作和现象 | 结论 |
A | 向溶液X中滴加BaCl2溶液,有白色沉淀生成 | 溶液X中可能含有SO42- |
B | 物质的量之比为2:3的稀硝酸和稀硫酸 | 反应结束后,锥形瓶中溶液的溶质是CuSO4,集气瓶中收集到的气体是NO |
C | 向1mL浓度均为0.05mol·L-1NaCl、NaI的混合溶液中滴加2滴0.01mol·L-1AgNO3溶液,振荡,沉淀是黄色 | Ksp(AgCl)<Ksp(AgI) |
D | 室温下,用pH试纸测得0.1mol·L-1 NaHSO3溶液的pH约为5 | HSO3-的电离程度大于其水解程度 |
A. A B. B C. C D. D
【题目】除金、铂等极少数金属外,绝大多数金属元素以化合物形式存在于自然界中,将金属元素从其化合物中还原出来的工业工程称为金属的冶炼。下列材料描述了部分常见金属的冶炼方法。
①工业上冶炼镁的方法有两种,电解法和皮江法。电解法是电解熔融的氯化镁;皮江法是硅在高温下还原氧化镁。
②霍尔-埃鲁铝电解法是以氧化铝为原料、冰晶石(Na3AlF6)为熔剂组成的电解质,在950-970℃的条件下通过电解的方法使电解质熔体中的氧化铝分解为铝和氧气。
③冶炼锰一般用铝热法,即在高温下用铝还原二氧化锰。
④相关各物质熔点见下表:
物质 | Al2O3 | AlCl3 | MgO | MgCl2 | Al | Mn | Mg |
熔点/℃ | 2303 | 190 | 2800 | 712 | 660 | 1244 | 649 |
Ⅰ、根据上述信息回答下列问题:
(1)冶炼镁时电解熔融MgCl2而不电解熔融MgO,冶炼铝时电解熔融Al2O3而不电解熔融AlCl3的原因是______________________________________________。
(2)写出铝热法冶炼锰的化学方程式___________________________,
一般使用铝热法冶炼的金属具有哪些性质_____________________________。
(3)将铝和镁作电极分别插入稀硫酸、氢氧化钠溶液中,镁、铝分别作______极、_____极;写出介质是稀硫酸溶液时的正极电极反应式:______。
Ⅱ、下面是皮江法冶炼镁的工业流程示意图:
(1)气体a是_______。
(2)还原炉需控制温度为1200℃左右,并抽空气到近似真空。还原炉中发生的主要反应有____________________________、_______________________。
(3)还原炉中抽空气到近似真空的原因是________________________________。