题目内容

【题目】PbCl2是一种重要的化工材料,常用作助溶剂、制备铅黄等染料。工业生产中利用方铅矿精矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)制备PbCl2的工艺流程如下图所示。

已知:i. PbCl2微溶于水

ii. PbCl2 (s) + 2Cl-(aq) PbCl42-(aq) ΔH > 0

(1)在浸取前矿石样品要粉碎,目的是___________。

(2)浸取过程中MnO2与PbS发生如下反应,请将离子反应方程式配平:

__+__+PbS+__MnO2=PbCl2+______+_______+__

(3)由于PbCl2微溶于水,容易附着在方铅矿表面形成“钝化层”使反应速率大大降低,浸取剂中加入饱和NaCl溶液可有效避免这一现象,原因是_______________。

(4)调节pH的目的是_________________。

(5)调节pH过滤后的滤液进入沉降池,从滤液中获得PbCl2(s)可以采取的措施有_________。

【答案】增大反应物接触面积,提高反应速率 8H+ 2Cl- 4 4Mn2+ SO42- 4H2O PbCl2 (s) + 2Cl-(aq) PbCl42- (aq),加入NaCl增大c(Cl-),有利于平衡正向移动,将PbCl2 (s)转化为溶液中的离子,消除“钝化层”。 除去溶液中的Fe3+ 加水稀释、降温

【解析】

方铅矿精矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)中加入稀盐酸,根据酸性废液中含有硫酸根离子可知PbS中S元素被氧化成硫酸根离子,加入氯化钠促进反应PbCl2(s) + 2Cl-(aq)PbCl42- (aq),加入氢氧化钠调节pH,使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤得到氢氧化铁、矿渣和滤液,PbCl2微溶于水,将溶液沉降过滤得到PbCl2,据此解答。

(1)在浸取前矿石样品要粉碎,目的是增大反应物接触面积,提高反应速率,故答案为:增大反应物接触面积,提高反应速率。

(2)浸取过程中MnO2与PbS发生反应4MnO2+ PbS+8HCl=3MnCl2+ PbCl2+MnSO4+4H2O,离子方程式为8H++2Cl-+4MnO2+ PbS= PbCl2+4Mn2++ SO42-+4H2O,故答案为:8H+;2Cl-;4 ;4Mn2+ ;SO42-; 4H2O。

(3)浸取剂中加入饱和NaCl溶液可有效避免这一现象,原因是PbCl2 (s) + 2Cl-(aq) PbCl42- (aq),加入NaCl增大c(Cl-),有利于平衡正向移动,将PbCl2 (s)转化为溶液中的离子,消除“钝化层”,故答案为:PbCl2 (s) + 2Cl-(aq) PbCl42- (aq),加入NaCl增大c(Cl-),有利于平衡正向移动,将PbCl2 (s)转化为溶液中的离子,消除“钝化层”。

(4)根据流程可知,调节溶液的pH,使铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去溶液中的Fe3+,故答案为:除去溶液中的Fe3+。

(5)已知PbCl2(s) + 2Cl-(aq) PbCl42-(aq) ΔH>0,可通过加水稀释,降温促进反应逆向进行,获得PbCl2,故答案为:加水稀释、降温。

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