Question

【題目】鉛蓄電池有廣泛的應(yīng)用，由方鉛礦(PbS)制備鉛蓄電池電極材料(PbO2)的方法如下：

査閱資料：①PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq) △H＞0

②Fe3+、Pb2+以氫氧化物形式開始沉淀時(shí)的PH值分別為1.9、7.0

③不同溫度和濃度的食鹽溶液中PbCl2的溶解度(g L-1):

	20	40	60	100	180	260	300
13	3	1	0	0	3	9	13
50	8	4	3	5	10	21	35
100	17	11	12	15	30	65	95

(1)步驟I中FeCl3溶液與PbS反應(yīng)生成PbCl2和S的化學(xué)方程式為__________________；

加入鹽酸控制pH小于1.0的原因是________。

(2)步驟II中浸泡溶解時(shí)采用95℃和飽和食鹽水的目的分別是____________、_____________。

(3)步驟III中將濾液B蒸發(fā)濃縮后再用冰水浴的原因是___________(請用平衡移動原理解釋)。

(4)驟IV需用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%、密度為1.22 g·cm-3的硫酸溶液，現(xiàn)用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%、密度為1.84 g·cm-3的濃硫酸配制，需用到的玻璃儀器有___________ (填相應(yīng)的字母)。

A.燒杯 B.量筒 C.容量瓶 D.錐形瓶 E.玻璃棒 F.膠頭滴管

(5)用鉛蓄電池為電源，采用電解法分開處理含有Cr2O72-及含有NO2-的酸性廢水(最終Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr(OH)3, NO2-轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)），其裝置如下圖所示。

①左池中Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+的離子方程式是__________________。

②當(dāng)陰極區(qū)消耗2 mol NO2-時(shí)，右池減少的H+的物質(zhì)的量為______________ mol。

Answer 1

【答案】 2FeCl3＋PbS=PbCl2＋S↓＋2FeCl2 抑制 Fe3+ 的水解 加快浸泡速率 增大PbCl2在氯化鈉溶液中的溶解度 用冰水浴使反應(yīng)PbCl2(s)+2Cl- (aq) PbCl42-(aq)平衡逆向移動，使PbCl42-不斷轉(zhuǎn)化為PbCl2晶體而析出。 ABEF Cr2O72-+6Fe2+ +14H+=2Cr3++6Fe2+ +7H2O 2

【解析】本題考查化學(xué)工藝流程，從化學(xué)反應(yīng)原理、元素及其化合物的角度入手，（1）步驟I中FeCl3溶液與PbS反應(yīng)生成PbCl2和S，即FeCl3＋PbS→FeCl2＋PbCl2＋S，F(xiàn)eCl3作氧化劑，PbS作還原劑，S被氧化，Pb的化合價(jià)沒發(fā)生變化，根據(jù)化合價(jià)的升降進(jìn)行配平，即2FeCl3＋PbS→PbCl2＋S↓＋2FeCl2，然后根據(jù)原子守恒，配平其他，即反應(yīng)方程式為：2FeCl3＋PbS=PbCl2＋S↓＋2FeCl2；根據(jù)信息②，Fe3＋、Pb2＋以氫氧化物形式開始沉淀時(shí)的pH值分別為1.9、7.0，因此加入鹽酸控制pH小于1的原因是抑制Fe3＋水解；（2）升高溫度，可以加快浸泡速率，根據(jù)PbCl2在NaCl中的溶解度，溫度越高，PbCl2的溶解度越大，因此95℃增大PbCl2在氯化鈉溶液中的溶解度，根據(jù)根據(jù)信息①Cl－濃度增大，平衡向正反應(yīng)反應(yīng)移動，增大PbCl2溶解度；（3）根據(jù)PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq) △H＞0，正反應(yīng)方向是吸熱反應(yīng)，降低溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，使PbCl42－轉(zhuǎn)化成PbCl2，促使PbCl2晶體析出；（4）配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液，需要的儀器有燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管，有時(shí)也需要用托盤天平；（5）①鐵作陽極，根據(jù)電解原理，陽極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋，利用Fe2＋的還原性，與Cr2O72－發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子反應(yīng)是Cr2O72－+6Fe2＋ +14H＋=2Cr3＋+6Fe2＋ +7H2O；②陰極反應(yīng)式為2NO2－＋8H＋＋6e－=N2↑＋4H2O，消耗2molNO2－的同時(shí)消耗8molH＋，左池需要向右池轉(zhuǎn)移6molH＋，因此右池減少H＋的物質(zhì)的量為2mol。