Question

（16分）硫酸鉛（PbSO4）廣泛應用于制造鉛蓄電池、白色顏料等。利用方鉛礦精礦（PbS）直接制備硫酸鉛粉末的流程如下：

已知：（�。㏄bCl2（s）+2Cl－(aq)PbCl4-(aq) △H＞0

（ⅱ）Ksp(PbSO4)=1.08×10-8, Ksp(PbCl2)=1.6×10-5

（ⅲ）Fe3＋、Pb2＋以氫氧化物形式完全沉淀時，溶液的PH值分別為3.2、7.04

（1）步驟Ⅰ中生成PbCl2和S的離子方程式 ，加入鹽酸的另一個目的是為了控制PH值在0.5～1.0，原因是 。

（2）用化學平衡移動的原理解釋步驟Ⅱ中使用冰水浴的原因 。

（3）寫出PbCl2晶體轉化為PbSO4沉淀的離子方程式 。

（4）請用離子方程式解釋濾液2加入H2O2可循環(huán)利用的原因 ，濾液3是 。

（5）鉛蓄電池的電解液是硫酸，充電后兩個電極上沉積的 PbSO4分別轉化為PbO2和Pb，充電時陰極的電極反應式為 。

 

Answer 1

（16分）

（1）PbS+2Fe3＋+2Cl－= PbCl2+2Fe2＋+S（3分），抑制Fe3＋、Pb2＋的水解（2 分）

（2）用冰水浴使反應PbCl2（s）+2Cl－(aq)PbCl4－(aq)逆向移動，使PbCl4 －不斷轉化為PbCl2晶體而析出。（3分）

（3）PbCl2（s）+SO42-(aq) PbSO4 (s) +2Cl－(aq) （2分）

（4）2Fe2＋+ H2O2+2H＋=2Fe3＋+2H2O（2分），鹽酸（2分）

（5）PbSO4+2e－=Pb+ SO42－（2分）

【解析】

試題分析：（1）步驟Ⅰ中生成PbCl2和S，說明加入的鹽酸、氯化鐵與PbS發(fā)生氧化還原反應，S元素化合價升高，則鐵元素的化合價降低，離子方程式為PbS+2Fe3＋+2Cl－= PbCl2+2Fe2＋+S；Fe3＋、Pb2＋以氫氧化物形式完全沉淀時，溶液的PH值分別為3.2、7.04，所以加入鹽酸的另一個目的是為了控制PH值在0.5～1.0，原因是抑制Fe3＋、Pb2＋的水解；

（2）加入飽和食鹽水后存在PbCl2（s）+2Cl－(aq)PbCl4-(aq) △H＞0，在冰水浴中，溫度較低，使平衡逆向移動，生成PbCl2晶體而析出；

（3）Ksp(PbSO4)=1.08×10-8< Ksp(PbCl2)=1.6×10-5，根據(jù)沉淀的轉化，PbCl2晶體轉化為PbSO4沉淀是因為PbCl2中加入稀硫酸破壞了氯化鉛的溶解平衡，使溶解平衡正向移動生成硫酸鉛，離子方程式為PbCl2（s）+SO42-(aq) PbSO4 (s) +2Cl－(aq)；

（4）濾液2的主要成分是氯化亞鐵，與過氧化氫反應又生成氯化鐵，作氧化劑使用，離子方程式為2Fe2＋+ H2O2+2H＋=2Fe3＋+2H2O；由（3）可知氯化鉛轉化為硫酸鉛同時生成氯化氫，所以濾液3是鹽酸溶液；

（5）充電時是把電能轉化為化學能，相當于電解池裝置，所以陰極發(fā)生還原反應，Pb的化合價降低成為單質Pb，電極反應式為PbSO4+2e－=Pb+ SO42－

考點：考查對流程的分析，化學平衡的應用，電化學原理的應用