题目内容
【题目】氯化铅(PbCl2)常用于焊接和制备铅黄等染料。利用从废旧铅蓄电池中得到的铅膏获取氯化铅的流程如图。试回答下列问题:
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已知:①铅膏主要由PbSO4、PbO、PbO2和Pb等组成。
②流程图中的"1”表示液体,“s”表示固体。
③硫酸铅,氯化铅微溶于水,但氯化铅能溶于NaCl溶液中,主要发生反应:PbCl2+C1-=[PbCl3]-。
(1)铅蓄电池的正极材料是__(填化学式),放电时负极的电极反应式为__。
(2)“浸取反应”是在加热条件下,用盐酸和氯化钠溶液浸取铅膏的过程,主要发生反应的方程式有PbO2+Pb+4HC1=2PbCl2+2H2O,PbO+2HCl=PbCl2+H2O,PbSO4+2NaCl=PbCl2+Na2SO4,PbCl2+Cl-=[PbCl3]-,除此之外,PbO2还能与HCl反应产生一种黄绿色气体,该反应的化学方程式是__,该浸取过程中操作不慎可能会造成意外,原因是___。
(3)PbCl2在氯化钠溶液中的溶解度随温度的升高而增大,适当地升高温度有利于提高铅的浸取率,当温度高于70℃时,浸取率提高不明显,可能的原因是__;为了提高浸取率,还可以采取的措施是___。
(4)在室温下静置冷却3h后,过滤得到的氯化铅的回收率可达到85%,过滤后得到的滤液进行循环使用可提高铅的利用率。在循环使用之前需加入氯化钙进行沉淀转化,若无此步骤,直接循环使用,则会导致的结果是__。
【答案】PbO2 Pb+SO42--2e-=PbSO4 PbO2+4HCl= PbCl2+Cl2↑+2H2O 浸取过程中Pb与盐酸反应产生的H2可能会与氧气或空气等混合发生爆炸 PbCl2水解生成HCl,超过70℃时HCl易挥发 延长浸取时间或充分搅拌 容易形成PbSO4沉淀而导致氯化铅的回收率低
【解析】
(1).由铅蓄电池的总反应为: PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,氧化剂做正极,还原剂做负极;
(2).由PbO2能与 HCl反应产生一种黄绿色气体为氯气,根据氧化还原反应原理写出反应方程式;浸取过程中Pb与盐酸反应产生的H2可能会与氧气或空气等混合发生爆炸;
(3).升高温度,促进了水解,浸取率降低,为了提高浸取率,还可以采取的措施是延长浸取时间或充分搅拌;
(4).在循环使用之前加入氯化钙是为了使SO42-进行沉淀转化。
(1).由铅蓄电池的总反应为: PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,氧化剂做正极,还原剂做负极,所以正极材料是PbO2,放电时负极的电极反应式为: Pb+SO42--2e-=PbSO4;故答案为: PbO2;Pb+SO42--2e-=PbSO4 ;
(2).由PbO2能与 HCl反应产生一种黄绿色气体为氯气,所以该反应的化学方程式是PbO2+4HCl=PbCl2+Cl2↑+2H2O;浸取过程中Pb与盐酸反应产生的H2可能会与氧气或空气等混合发生爆炸;故答案为: PbO2+4HCl= PbCl2+Cl2↑+2H2O;浸取过程中Pb与盐酸反应产生的H2可能会与氧气或空气等混合发生爆炸;
(3).因为PbSO4+2NaCl=PbCl2+Na2SO4且PbCl2+2H2O=Pb(OH) 2+2HCl,当温度高于70℃时,PbC12水解生成的HCl易挥发,促进了水解,所以浸取率不高,为了提高浸取率,还可以采取的措施是延长浸取时间或充分搅拌;故答案为: PbCl2水解生成HCl,超过70℃时HCl易挥发;延长浸取时间或充分搅拌;
(4).在室温下静置冷却3h后,过滤得到的氯化铅的回收率可达到85%,过滤后得到的滤液进行循环使用可提高铅的利用率;在循环使用之前需加入氯化钙将SO42-进行沉淀转化,若无此步骤,直接循环使用,溶液中SO42-浓度过大,则会导致的结果是形成了PbSO4沉淀而导致氯化铅的回收率低;故答案为:容易形成PbSO4沉淀而导致氯化铅的回收率低。