Question

【題目】PbCl2是一種重要的化工材料，常用作助溶劑、制備鉛黃等染料。工業(yè)生產(chǎn)中利用方鉛礦精礦（主要成分為PbS，含有FeS2等雜質(zhì)）和軟錳礦（主要成分為MnO2）制備PbCl2的工藝流程如圖所示。

已知：i. PbCl2微溶于水ii. PbCl2 (s) + 2Cl－(aq) PbCl42-(aq) ΔH > 0

（1）浸取過(guò)程中MnO2與PbS發(fā)生如下反應(yīng)，請(qǐng)將離子反應(yīng)配平：

___ ____+ ___ ____+___PbS + ___MnO2 ____PbCl2 + ____ ____+ ____ ____+ ___ ____

（2）由于PbCl2微溶于水，容易附著在方鉛礦表面形成“鈍化層”使反應(yīng)速率大大降低，浸取劑中加入飽和NaCl溶液可有效避免這一現(xiàn)象，原因是________。

（3）調(diào)pH的目的是________。

（4）沉降池中獲得PbCl2采取的措施有________。

（5）通過(guò)電解酸性廢液可重新獲得MnO2，裝置示意圖如下：

①在_______極（填“a”或“b”）獲得MnO2，電極反應(yīng)為________。

②電解過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有Cl2產(chǎn)生，原因可能是_________、__________。

Answer 1

【答案】8 H+ 2 Cl- 1 4 1 4 Mn2+ 1 SO42- 4 H2O PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq)，加入NaCl增大c(Cl-)，有利于平衡正向移動(dòng)，將PbCl2(s)轉(zhuǎn)化為溶液中的離子，消除“鈍化層” 除去溶液中的Fe3+ 加水稀釋、降溫 a Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+ 2Cl- -2e-=Cl2↑ MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O

【解析】

（1）浸取過(guò)程中MnO2與PbS發(fā)生反應(yīng)生成PbCl2，反應(yīng)中硫元素化合價(jià)由-2價(jià)變?yōu)?/span>+6價(jià)，錳元素由+4價(jià)變?yōu)?/span>+2價(jià)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為8，結(jié)合氧化還原反應(yīng)配平得，離子反應(yīng)方程式為：

8H++2Cl-+PbS + 4MnO2 PbCl2 + 4 Mn2++ SO42-+4 H2O；

（2）由于PbCl2微溶于水，容易附著在方鉛礦表面形成“鈍化層”使反應(yīng)速率大大降低，浸取劑中加入飽和NaCl溶液可有效避免這一現(xiàn)象，原因是PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq)，加入NaCl增大c(Cl-)，有利于平衡正向移動(dòng)，將PbCl2(s)轉(zhuǎn)化為溶液中的離子，消除“鈍化層”；

（3）調(diào)pH的目的是除去溶液中的Fe3+，使其轉(zhuǎn)化為沉淀而除去；

（4）沉降池中獲得PbCl2采取的措施有加水稀釋、降溫；

（5）①通過(guò)電解酸性廢液可重新獲得MnO2，錳離子轉(zhuǎn)化為二氧化錳，錳元素化合價(jià)升高，失去電子，應(yīng)在電解池的陽(yáng)極產(chǎn)生，故應(yīng)連接在正極，即a極獲得MnO2，電極反應(yīng)為Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+；

②電解過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有Cl2產(chǎn)生，原因可能是氯離子得電子產(chǎn)生氯氣2Cl- -2e-=Cl2↑，或濃鹽酸被二氧化錳氧化產(chǎn)生氯氣MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O。