题目内容
【题目】硫酸铅,又名石灰浆,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)+2C1-(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。
(1)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①对应的离子方程式为_____________________。
(2)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)
(3)④中对应反应的平衡常数表达式________。
(4)上述流程中可循环利用的物质有_________________。
(5)炼铅和用铅都会使水体因重金属铅的含量增大而造成严重污染。水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、Pb(OH)3-、Pb(OH)42-。各形态的铅浓度分数x与溶液pH变化的关系如图所示:
①探究Pb2+的性质:向含Pb2+的溶液中逐滴滴加NaOH,溶液变浑浊,继续滴加NaOH溶液又变澄清;pH≥13时,溶液中发生的主要反应的离子方程式为_________________.。
②除去溶液中的Pb2+:科研小组用一种新型试剂可去除水中的痕量铅和其他杂质离子,
实验结果记录如下:
I.由表可知该试剂去除Pb2+的效果最好,请结合表中有关数据说明去除Pb2+比Fe3+效果好的理由是_____。
Ⅱ.若新型试剂(DH)在脱铅过程中主要发生的反应为:2DH(s)+Pb2+D2Pb(s)+2H+,则脱铅时最合适的pH约为________。
【答案】
(1)防止Fe3+的水解形成沉淀 ;
(2)用冰水浴的目的是用冰水浴使反应逆向移动,使PbCl4-不断转化为PbCl2晶体而析出。
(3);
(4)盐酸和氯化铁;
(5)
I.加入试剂Pb2+比Fe3+效果好的理由是加入试剂,二价铅离子浓度转化率为(0.1-0.004)/0.1*100%=96%,三价铁离子浓度转化率为(0.12-0.04)/0.12*100%=67%,所以去除二价铅离子比三价铁离子的效果好。
II.6。
【解析】
试题分析:(1)流程中加入盐酸可以控制溶液的pH<1.9,主要目的是防止Fe3+的水解形成沉淀。根据题中反应物为PbS、FeCl3,生成物中有S单质,结合题中所给的PbCl2难溶于水,可得方程式为:;(2)②所得的滤液A蒸发浓缩后再用冰水浴的目的是用冰水浴使反应
逆向移动,使PbCl4-不断转化为Pb Cl2晶体而析出。(3)难溶物不要出现在表达式中,该对应的平衡常数表达式为:
;(4)上述流程中可循环利用的物质有盐酸和氯化铁;(5) ①根据图可知该离子方程式为:
,Pb2+比Fe3+效果好的理由是加入试剂,二价铅离子浓度转化率为(0.1-0.004)/0.1*100%=96%,三价铁离子浓度转化率为(0.12-0.04)/0.12*100%=67%,所以去除二价铅离子比三价铁离子的效果好。由图像可知要使铅以Pb2+存在,溶液的pH值在6左右。
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