Question

水体中重金属铅的污染问题备受关注．水溶液中铅的存在形态主要有Pb²⁺、Pb（OH）⁺、Pb（OH）₂、Pb（OH）₃^-、Pb（OH）₄^2-，各形态的浓度分数α随溶液pH变化的关系如图所示：

【1表示Pb²⁺，2表示Pb（OH）⁺，3表示Pb（OH）₂，4表示Pb（OH）₃^-，5表示Pb（OH）₄^2-】
（1）Pb（NO₃）₂溶液中，______2（填“＞”、“=”或“＜”），往该溶液中滴入硫酸铵溶液后，增加，其原因是______；
（2）往Pb（NO₃）₂溶液中加入NaOH溶液，pH=9时，主要反应的离子方程式为______，pH=12时，溶液中存在的阴离子（除NO₃^-、OH^-外）为______；
（3）某课题组制备了一种新型脱铅剂，能有效去除水中的痕量铅，实验测得铅离子及相关离子浓度变化如下表：

离子	Pb2+	Ca2+	Fe3+	Mn2+	Cl-
处理前浓度/	0.100	29.8	0.120	0.087	51.9
处理后浓度/	0.004	22.6	0.040	0.053	49.8

上表中除Pb²⁺外，该脱铅剂对其它离子的去除效果最好的是______；
（4）如果该脱铅剂（用EH表示）脱铅过程中主要发生的反应为：2EH（s）+Pb²⁺?E₂Pb（s）+2H⁺，则脱铅的最合适pH范围为______（填代号）．
A．4～5        B．6～7        C．9～10          D．11～12．

Answer 1

【答案】分析：（1）因为Pb（NO₃）₂是一种强酸弱碱盐，在水溶液中存在如下水解平衡：2H₂O+Pb²⁺Pb（OH）₂+2H⁺，使c（Pb²⁺）减小，所以 ＞2．
（2）pH=9时，曲线2、3表示的物质共存，由图可知Pb（OH）₂的浓度分数比Pb（OH）⁺的大，所以主要反应是生成Pb（OH）₂，pH=
12时，Pb（OH）₃^-、Pb（OH）₄^2-共存；
（3）根据浓度变化判断处理效果；
（4）根据反应判断，参加反应的是Pb²⁺，由图象可知，选择PH要使铅全部以Pb²⁺形式存在．
解答：解：（1）因为Pb（NO₃）₂是一种强酸弱碱盐，在水溶液中存在如下水解平衡：2H₂O+Pb²⁺Pb（OH）₂+2H⁺，使c（Pb²⁺）减小，所以 ＞2，往该溶液中滴入硫酸铵溶液后，发生Pb²⁺+SO₄^2-═PbSO₄↓，使Pb²⁺浓度降低，则增加，
故答案为：＞；发生反应Pb²⁺+SO₄^2-═PbSO₄↓，使Pb²⁺浓度降低；
（2）pH=9时，曲线2、3表示的物质共存，由图可知Pb（OH）₂的浓度分数比Pb（OH）⁺的大，所以主要反应是生成Pb（OH）₂，反应的方程式为Pb²⁺+2OH^-═Pb（OH）₂↓，pH=12时，Pb（OH）₃^-、Pb（OH）₄^2-共存，
故答案为：Pb²⁺+2OH^-═Pb（OH）₂↓； Pb（OH）₃^-、Pb（OH）₄^2-；
（3）加入脱铅剂，Pb²⁺浓度转化率为=96%，Fe³⁺浓度转化率为=67%，而其它两种离子转化率较小，则除Pb²⁺外，该脱铅剂对其它离子的去除效果最好的是Fe³⁺，
故答案为：Fe³⁺；
（4）反应为2EH（s）+Pb²⁺?E₂Pb（s）+2H⁺，参加反应的是Pb²⁺，由图象可知，选择PH要使铅全部以Pb²⁺形式存在，应为4～5之间，故答案为：A．
点评：该题以Pb²⁺在水溶液中的各种形态与溶液中pH变化关系图，考查了学生在对多重平衡的函数曲线理解，是一个典型的利用多元信息，综合性考查学生知识与能力的创新型题目．