(16分)硫酸铅(PbSO
4)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)PbCl
2(s)+2Cl
-(aq)
PbCl
4-(aq) △H>0
(ⅱ)K
sp(PbSO
4)=1.08×10
-8, K
sp(PbCl
2)=1.6×10
-5(ⅲ)Fe
3+、Pb
2+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PbCl
2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PbCl
2晶体转化为PbSO
4沉淀的离子方程式
。
(4)请用离子方程式解释滤液2加入H
2O
2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 PbSO
4分别转化为PbO
2和Pb,充电时阴极的电极反应式为
。
答案 :
(16分)
(1)PbS+2Fe
3++2Cl
-= PbCl
2+2Fe
2++S(3分),抑制Fe
3+、Pb
2+的水解(2 分)
(2)用冰水浴使反应PbCl
2(s)+2Cl
-(aq)
PbCl
4-(aq)逆向移动,使PbCl
4 -不断转化为PbCl
2晶体而析出。(3分)
(3)PbCl
2(s)+SO
42-(aq)
PbSO
4 (s) +2Cl
-(aq) (2分)
(4)2Fe
2++ H
2O
2+2H
+=2Fe
3++2H
2O(2分),盐酸(2分)
(5)PbSO
4+2e
-="Pb+" SO
42-(2分)
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