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硫酸鉛,又名石灰漿,可用于鉛蓄電池、纖維增重劑、涂料分析試劑.工業(yè)上通常用自然界分布最廣的方鉛礦(主要成分為PbS)生產(chǎn)硫酸鉛.工藝流程如圖1:

已知:①Ksp(PbSO4)=1.08×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×l0-5
②PbCl2(s)+2Cl-(aq)?PbCl42-(aq)ΔH>0
③Fe3+、Pb2+以氫氧化物形式開始沉淀時的pH值分別為1.9和7.
(1)流程中加入鹽酸可以控制溶液的pH<1.9,主要目的是
抑制Fe3+的水解
抑制Fe3+的水解

反應(yīng)過程中可觀察到淡黃色沉淀,則①對應(yīng)的離子方程式為
2Fe3++PbS=PbCl2+S+2Fe2+
2Fe3++PbS=PbCl2+S+2Fe2+

(2)②所得的濾液A蒸發(fā)濃縮后再用冰水浴的目的是
用冰水浴使PbCl2(s)+2Cl-(aq)?PbCl4-ΔH>0逆向移動,使PbCl4-轉(zhuǎn)化PbCl2析出
用冰水浴使PbCl2(s)+2Cl-(aq)?PbCl4-ΔH>0逆向移動,使PbCl4-轉(zhuǎn)化PbCl2析出
(請用平衡移動原理解釋)
(3)④中對應(yīng)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式
c
2
C
l
-
c
S
O
4
2
-
c
2
C
l
-
c
S
O
4
2
-

(4)上述流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有
FeCl3、HCl
FeCl3、HCl

(5)煉鉛和用鉛都會使水體因重金屬鉛的含量增大而造成嚴(yán)重污染.水溶液中鉛的存在形態(tài)主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、Pb(OH)3-、Pb(OH)42-.各形態(tài)的鉛濃度分?jǐn)?shù)x與溶液pH變化的關(guān)系如圖2所示:

①探究Pb2+的性質(zhì):向含Pb2+的溶液中逐滴滴加NaOH,溶液變渾濁,繼續(xù)滴加NaOH溶液又變澄清;pH≥13時,溶液中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為
Pb(OH)3-+HO-=Pb(OH)42-
Pb(OH)3-+HO-=Pb(OH)42-
..
②除去溶液中的Pb2+:科研小組用一種新型試劑可去除水中的痕量鉛和其他雜質(zhì)離子,實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下:
離子 Pb2+ Ca2+ Fe3+ Mn2+
處理前濃度/(mg?L-1 0.100 29.8 0.12 0.087
處理后濃度/(mg?L-1 0.004 22.6 0.04 0.053
Ⅰ.由表可知該試劑去除Pb2+的效果最好,請結(jié)合表中有關(guān)數(shù)據(jù)說明去除Pb2+比Fe3+效果好的理由是
加入試劑,Pb2+的濃度轉(zhuǎn)化率為
0
.
1
-
0
.
004
0
.
1
×1005%=96%,F(xiàn)e3+的濃度轉(zhuǎn)化率為
0
.
12
-
0
.
04
0
.
12
×100%=67%,所以去除Pb2+比Fe3+效果好
加入試劑,Pb2+的濃度轉(zhuǎn)化率為
0
.
1
-
0
.
004
0
.
1
×1005%=96%,F(xiàn)e3+的濃度轉(zhuǎn)化率為
0
.
12
-
0
.
04
0
.
12
×100%=67%,所以去除Pb2+比Fe3+效果好

Ⅱ.若新型試劑(DH)在脫鉛過程中主要發(fā)生的反應(yīng)為:2DH(s)+Pb2+?D2Pb(s)+2H+,則脫鉛時最合適的pH約為
6
6

【答案】抑制Fe3+的水解;2Fe3++PbS=PbCl2+S+2Fe2+;用冰水浴使PbCl2(s)+2Cl-(aq)?PbCl4-ΔH>0逆向移動,使PbCl4-轉(zhuǎn)化PbCl2析出;
c
2
C
l
-
c
S
O
4
2
-
;FeCl3、HCl;Pb(OH)3-+HO-=Pb(OH)42-;加入試劑,Pb2+的濃度轉(zhuǎn)化率為
0
.
1
-
0
.
004
0
.
1
×1005%=96%,F(xiàn)e3+的濃度轉(zhuǎn)化率為
0
.
12
-
0
.
04
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×100%=67%,所以去除Pb2+比Fe3+效果好;6
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:20引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,檢驗(yàn)
    Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     

    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
     

    (5)煅燒A的反應(yīng)方程式是
     

    (6)a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于
     
    (用含a、b的表達(dá)式表示).

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:5引用:1難度:0.5
  • 2.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是
     
    ;當(dāng)pH=5時,溶液中c(Al3+)=
     
    mol?L-1(已知常溫下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    (5)a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于
     
    (用含a、b的表達(dá)式表示).

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:114引用:4難度:0.5
  • 3.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

    (1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
     

    (2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
     
    (用離子方程式表示).
    (3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
    氫氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應(yīng)小于
     
    ,常溫下,當(dāng)pH=5時,溶液中c(Al3+)=
     
    mol?L-1(已知常溫下Ksp[Al(OH)3]═2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是
     

    發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.5
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