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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(1)工业上合成CaC2主要采用氧热法。

已知:CaO(s)+3C(s)=CaC2(s)+CO(g) △H=+464.1kJ·mol-1

C(s)+l/2O2(g)=CO(g) △H=-110.5kJ.mol-1

若不考虑热量耗散,物料转化率均为100%,最终炉中出来的气体只有CO,为维持热平衡,每生产l molCaC2,转移电子的物质的量为_______。

(2)已知2000℃时,合成碳化钙的过程中还可能涉及到如下反应

CaO(s)+C(s) Ca(g)+CO(g) K1 △H1=a KJ·mol-1

Ca(g)+2C(s) CaC2(s) K2 △H2=b KJ·mol-1

2CaO(s)+CaC2(s) 3Ca(g)+2CO(g) K3 △H3=c KJ·mol-1

则K1=_______ (用含K2、K3的代数式表示);c=_____(用含a、b的代数式表示)。

(3)利用电石产生乙炔气的过程中产生的H2S气体制取H2,既廉价又环保。

①利用硫化氢的热不稳定性制取氢气。在体积为2L的恒容密闭容器中,H2S起始物质的量为2mol,达到平衡后H2S的转化率随温度和压强变化如图l所示。据图计算T1时压强P1时,硫为气态,则平衡体系中H2的体积分数_____。由图知压强P1__P2(填“大于”“小于”或“等于”),理由是______。

②电化学法制取氢气的原理如图2,请写出反应池中发生反应的离子方程式_____,惰性电极a上发生的电极反应式为_______。

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