Question

【题目】PbCl2是一种重要的化工材料，常用作助溶剂、制备铅黄等染料。工业生产中利用方铅矿精矿（主要成分为PbS，含有FeS2等杂质）和软锰矿（主要成分为MnO2）制备PbCl2的工艺流程如图所示。

已知：i. PbCl2微溶于水ii. PbCl2 (s) + 2Cl－(aq) PbCl42-(aq) ΔH > 0

（1）浸取过程中MnO2与PbS发生如下反应，请将离子反应配平：

___ ____+ ___ ____+___PbS + ___MnO2 ____PbCl2 + ____ ____+ ____ ____+ ___ ____

（2）由于PbCl2微溶于水，容易附着在方铅矿表面形成“钝化层”使反应速率大大降低，浸取剂中加入饱和NaCl溶液可有效避免这一现象，原因是________。

（3）调pH的目的是________。

（4）沉降池中获得PbCl2采取的措施有________。

（5）通过电解酸性废液可重新获得MnO2，装置示意图如下：

①在_______极（填“a”或“b”）获得MnO2，电极反应为________。

②电解过程中发现有Cl2产生，原因可能是_________、__________。

Answer 1

【答案】8 H+ 2 Cl- 1 4 1 4 Mn2+ 1 SO42- 4 H2O PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq)，加入NaCl增大c(Cl-)，有利于平衡正向移动，将PbCl2(s)转化为溶液中的离子，消除“钝化层” 除去溶液中的Fe3+ 加水稀释、降温 a Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+ 2Cl- -2e-=Cl2↑ MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O

【解析】

（1）浸取过程中MnO2与PbS发生反应生成PbCl2，反应中硫元素化合价由-2价变为+6价，锰元素由+4价变为+2价，转移电子数为8，结合氧化还原反应配平得，离子反应方程式为：

8H++2Cl-+PbS + 4MnO2 PbCl2 + 4 Mn2++ SO42-+4 H2O；

（2）由于PbCl2微溶于水，容易附着在方铅矿表面形成“钝化层”使反应速率大大降低，浸取剂中加入饱和NaCl溶液可有效避免这一现象，原因是PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq)，加入NaCl增大c(Cl-)，有利于平衡正向移动，将PbCl2(s)转化为溶液中的离子，消除“钝化层”；

（3）调pH的目的是除去溶液中的Fe3+，使其转化为沉淀而除去；

（4）沉降池中获得PbCl2采取的措施有加水稀释、降温；

（5）①通过电解酸性废液可重新获得MnO2，锰离子转化为二氧化锰，锰元素化合价升高，失去电子，应在电解池的阳极产生，故应连接在正极，即a极获得MnO2，电极反应为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；

②电解过程中发现有Cl2产生，原因可能是氯离子得电子产生氯气2Cl- -2e-=Cl2↑，或浓盐酸被二氧化锰氧化产生氯气MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O。