Question

铅及其化合物工业生产及日常生活具有非常广泛的用途。

（1）瓦纽科夫法熔炼铅，其相关反应的热化学方程式如下:

2PbS(s)+3O₂(g)=2PbO(s)+2SO₂(g) ΔH= a kJ/mol

PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO₂(g)   ΔH= b kJ·mol^-1

PbS(s)+PbSO₄(s)=2Pb(s)+2SO₂(g) ΔH= c kJ·mol^-1

反应3PbS(s) + 6O2(g) = 3PbSO4(s)  ΔH=kJ ·mol^-1(用含a,b ,c的代数式表示)。

（2）还原法炼铅，包含反应PbO(s)+CO(g) Pb(s) + CO₂(g) ΔH，该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表

温度	300	727	1227
lgK	6.17	2.87	1.24

 

①该还原反应的△H0(选填:“>”“<”“=”)。

②当IgK=1且起始时只通入CO(PbO足量)，达平衡时，混合气体中CO的体积分数为             。

（3）引爆导弹、核武器的工作电源通常Ca/PbSO₄热电池，其装置如图所示，该电池正极的电极反应式为                。

（4）PbI₂:可用于人工降雨。取一定量的PbI₂固体，用蒸馏水配制成t℃饱和溶液，准确移取25.00mLPbI₂饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH⁺(发生:2RH⁺+PbI₂=R₂Pb+2H⁺+2I^-)，用250ml洁净的锥形瓶接收流出液，最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性，将洗涤液一并盛放到锥形瓶中(如图)。加入酚酞指示剂，用0.0025mol·L-1NaOH溶液滴定，当达到滴定终点时，用去氢氧化钠溶液20.00mL。可计算出t℃时PbI₂ Ksp为                。

（5）铅易造成环境污染，水溶液中的铅存在形态主要有6种，它们与pH关系如图所示，含铅废水用活性炭进行处理，铅的去除率与pH关系如图所示。

①常温下，pH=6→7时，铅形态间转化的离子方程式为                                 。

②用活性炭处理，铅的去除率较高时，铅主要应该处于         (填铅的一种形态的化学式)形态。

 

Answer 1

【答案】

 

（1）2a+2b－3c   

（2）①＜；  ②9.09%

（3）PbSO₄ + 2e^－= SO₄^2－+ Pb（或PbSO₄ +Ca²⁺+ 2e^－= CaSO₄+ Pb）

（4）4×10^－9

（5）①Pb²⁺ + H₂OPb(OH)⁺ + H⁺  ②Pb²⁺

【解析】

试题分析：（1）依据盖斯定律，将前两式分别乘2，减去最后一式乘3，即可得所求反应的H。（2）①lgK与K为增函数关系，从表中数据知，温度越高，K越小，说明正反应放热。②lgK=1，得K=10。设开始时通入CO为amol/L，达平衡时转化了x mol/L，则平衡时，CO为（x-a）mol/L，CO₂为x mol/L，由K===10，解得=9.09%。（3）由电池的装置图分析知，Ca作为负极，失去电子。则另一极为正极，得电子，化合价降低，即由PbSO₄转化为Pb。（4）滴定过程中消耗的OH^－，即为阳离子交换出来的H^＋，n(H^＋)=0.0025×20×10^-3,c(H^＋)=n(H^＋)/25×10^-3=2×10^-3 mol/L，而C(H^＋)=C(I^－)，由PbI₂的化学式知，C(Pb^2＋)= C(I^－)/2=10^-3 mol/L，K_sp(PbI₂)=c(Pb^2＋)c²(I^－)= 10^-3×(2×10^-3)²=4×10^-9。（5）从左图分析，当pH由6变到7时，是Pb^2＋向Pb(OH)⁺转化，即为Pb^2＋水解，结合水电离出的一个OH^－，同时释放出一个H^＋。从右图看，铅的去除率最高时，pH大约为6.5左右，对比左图知，在pH=6.5时，铅主要以Pb^2＋存在。

考点：化学反应速率与化学平衡、电解质溶液、中和滴定（氧化还原滴定）。