题目内容
硫酸铅（PbSO4）广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等．利用方铅矿精矿（PbS）直接制备硫酸铅粉末的流程如下：
已知：（ⅰ）PbCl2（s）+2Cl-（aq）?PbCl4-（aq）△H＞0
（ⅱ）Ksp（PbSO4）=1.08×10-8，Ksp（PbCl2）=1.6×10-5
（ⅲ）Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH值分别为3.2、7.04
（1）步骤Ⅰ中生成PbCl2和S的离子方程式 ，加入盐酸的另一个目的是为了控制PH值在0.5～1.0，原因是 ．
（2）用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因 ．
（3）写出PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式 ．
（4）请用离子方程式解释滤液2加入H2O2可循环利用的原因 ，滤液3是 ．
（5）铅蓄电池的电解液是硫酸，充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和Pb，充电时阴极的电极反应式为 ．
已知：（ⅰ）PbCl2（s）+2Cl-（aq）?PbCl4-（aq）△H＞0
（ⅱ）Ksp（PbSO4）=1.08×10-8，Ksp（PbCl2）=1.6×10-5
（ⅲ）Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH值分别为3.2、7.04
（1）步骤Ⅰ中生成PbCl2和S的离子方程式
（2）用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因
（3）写出PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式
（4）请用离子方程式解释滤液2加入H2O2可循环利用的原因
（5）铅蓄电池的电解液是硫酸，充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和Pb，充电时阴极的电极反应式为
考点：制备实验方案的设计,常见化学电源的种类及其工作原理,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
专题：电离平衡与溶液的pH专题,电化学专题
分析：（1）步骤Ⅰ中生成物为PbCl2和S，则加入的盐酸、氯化铁与PbS发生氧化还原反应，S元素化合价升高，则铁元素的化合价降低，据此写出反应的离子方程式；根据Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH进行判断；
（2）根据加入饱和食盐水后存在化学平衡：PbCl2（s）+2Cl-（aq）?PbCl4-（aq）△H＞0，而在冰水浴中，温度较低，根据温度对化学平衡的影响判断使用冰水浴的原因；
（3）已知：Ksp（PbSO4）=1.08×10-8＜Ksp（PbCl2）=1.6×10-5，PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀是因为PbCl2中加入稀硫酸破坏了氯化铅的溶解平衡，使溶解平衡正向移动生成硫酸铅；
（4）滤液2的主要成分是FeCl2，与过氧化氢反应又生成FeCl3，据此写出反应的离子方程式；根据（3）可知PbCl2转化为PbSO4同时生成HCl，则滤液3为盐酸；
（5）根据充电时铅蓄电池工作原理为电解，根据电解原理及化合价变化写出充电时阴极的电极反应式．
（2）根据加入饱和食盐水后存在化学平衡：PbCl2（s）+2Cl-（aq）?PbCl4-（aq）△H＞0，而在冰水浴中，温度较低，根据温度对化学平衡的影响判断使用冰水浴的原因；
（3）已知：Ksp（PbSO4）=1.08×10-8＜Ksp（PbCl2）=1.6×10-5，PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀是因为PbCl2中加入稀硫酸破坏了氯化铅的溶解平衡，使溶解平衡正向移动生成硫酸铅；
（4）滤液2的主要成分是FeCl2，与过氧化氢反应又生成FeCl3，据此写出反应的离子方程式；根据（3）可知PbCl2转化为PbSO4同时生成HCl，则滤液3为盐酸；
（5）根据充电时铅蓄电池工作原理为电解，根据电解原理及化合价变化写出充电时阴极的电极反应式．
解答：
解：（1）步骤Ⅰ中生成PbCl2和S，则加入的盐酸、氯化铁与PbS发生氧化还原反应，S元素化合价升高，则铁元素的化合价降低，反应的离子方程式为：PbS+2Fe3++2Cl-=PbCl2+2Fe2++S；
Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH值分别为3.2、7.04，所以加入盐酸的另一个目的是为了控制PH值在0.5～1.0，原因是抑制Fe3+、Pb2+的水解，
故答案为：PbS+2Fe3++2Cl-=PbCl2+2Fe2++S；抑制Fe3+、Pb2+的水解；
（2）加入饱和食盐水后存在化学平衡：PbCl2（s）+2Cl-（aq）?PbCl4-（aq）△H＞0，在冰水浴中，温度较低，使平衡向着逆向移动，从而生成PbCl2晶体而析出，
故答案为：用冰水浴使反应PbCl2（s）+2Cl-（aq）?PbCl4-（aq）逆向移动，使PbCl4-不断转化为PbCl2晶体而析出；
（3）根据题中信息可知：Ksp（PbSO4）=1.08×10-8＜Ksp（PbCl2）=1.6×10-5，结合沉淀的转化，PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀是因为PbCl2中加入稀硫酸破坏了氯化铅的溶解平衡，使溶解平衡正向移动生成硫酸铅，反应的离子方程式为：PbCl2（s）+SO42-（aq）?PbSO4 （s）+2Cl-（aq），
故答案为：PbCl2（s）+SO42-（aq）?PbSO4 （s）+2Cl-（aq）；
（4）滤液2的主要成分是FeCl2，与过氧化氢反应又生成FeCl3，双氧水作氧化剂，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
由（3）可知PbCl2转化为PbSO4同时生成HCl，所以滤液3为盐酸溶液，
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；盐酸；
（5）铅蓄电池充电时是把电能转化为化学能，相当于电解池装置，所以阴极发生还原反应，Pb的化合价降低成为单质Pb，所以充电时阴极的电极反应式为：PbSO4+2e-=“Pb+“SO42-，
故答案为：PbSO4+2e-=Pb+SO42-．
Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH值分别为3.2、7.04，所以加入盐酸的另一个目的是为了控制PH值在0.5～1.0，原因是抑制Fe3+、Pb2+的水解，
故答案为：PbS+2Fe3++2Cl-=PbCl2+2Fe2++S；抑制Fe3+、Pb2+的水解；
（2）加入饱和食盐水后存在化学平衡：PbCl2（s）+2Cl-（aq）?PbCl4-（aq）△H＞0，在冰水浴中，温度较低，使平衡向着逆向移动，从而生成PbCl2晶体而析出，
故答案为：用冰水浴使反应PbCl2（s）+2Cl-（aq）?PbCl4-（aq）逆向移动，使PbCl4-不断转化为PbCl2晶体而析出；
（3）根据题中信息可知：Ksp（PbSO4）=1.08×10-8＜Ksp（PbCl2）=1.6×10-5，结合沉淀的转化，PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀是因为PbCl2中加入稀硫酸破坏了氯化铅的溶解平衡，使溶解平衡正向移动生成硫酸铅，反应的离子方程式为：PbCl2（s）+SO42-（aq）?PbSO4 （s）+2Cl-（aq），
故答案为：PbCl2（s）+SO42-（aq）?PbSO4 （s）+2Cl-（aq）；
（4）滤液2的主要成分是FeCl2，与过氧化氢反应又生成FeCl3，双氧水作氧化剂，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；
由（3）可知PbCl2转化为PbSO4同时生成HCl，所以滤液3为盐酸溶液，
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；盐酸；
（5）铅蓄电池充电时是把电能转化为化学能，相当于电解池装置，所以阴极发生还原反应，Pb的化合价降低成为单质Pb，所以充电时阴极的电极反应式为：PbSO4+2e-=“Pb+“SO42-，
故答案为：PbSO4+2e-=Pb+SO42-．
点评：本题通过硫酸铅粉末的制备，考查了物质制备实验方案的设计方法，题目难度中等，注意掌握常见物质制备实验方案的设计方法，正确分析、理解制备流程为解答关键，试题充分考查了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力．
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