Question

【题目】铅蓄电池有广泛的应用，由方铅矿(PbS)制备铅蓄电池电极材料(PbO2)的方法如下：

査阅资料：①PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq) △H＞0

②Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式开始沉淀时的PH值分别为1.9、7.0

③不同温度和浓度的食盐溶液中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)步骤I中FeCl3溶液与PbS反应生成PbCl2和S的化学方程式为__________________；

加入盐酸控制pH小于1.0的原因是________。

(2)步骤II中浸泡溶解时采用95℃和饱和食盐水的目的分别是____________、_____________。

(3)步骤III中将滤液B蒸发浓缩后再用冰水浴的原因是___________(请用平衡移动原理解释)。

(4)骤IV需用溶质质量分数为20%、密度为1.22 g·cm-3的硫酸溶液，现用溶质质量分数为98.3%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸配制，需用到的玻璃仪器有___________ (填相应的字母)。

A.烧杯 B.量筒 C.容量瓶 D.锥形瓶 E.玻璃棒 F.胶头滴管

(5)用铅蓄电池为电源，采用电解法分开处理含有Cr2O72-及含有NO2-的酸性废水(最终Cr2O72-转化为Cr(OH)3, NO2-转化为无毒物质），其装置如下图所示。

①左池中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式是__________________。

②当阴极区消耗2 mol NO2-时，右池减少的H+的物质的量为______________ 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在氯化钠溶液中的溶解度 用冰水浴使反应PbCl2(s)+2Cl- (aq) PbCl42-(aq)平衡逆向移动，使PbCl42-不断转化为PbCl2晶体而析出。 ABEF Cr2O72-+6Fe2+ +14H+=2Cr3++6Fe2+ +7H2O 2

【解析】本题考查化学工艺流程，从化学反应原理、元素及其化合物的角度入手，（1）步骤I中FeCl3溶液与PbS反应生成PbCl2和S，即FeCl3＋PbS→FeCl2＋PbCl2＋S，FeCl3作氧化剂，PbS作还原剂，S被氧化，Pb的化合价没发生变化，根据化合价的升降进行配平，即2FeCl3＋PbS→PbCl2＋S↓＋2FeCl2，然后根据原子守恒，配平其他，即反应方程式为：2FeCl3＋PbS=PbCl2＋S↓＋2FeCl2；根据信息②，Fe3＋、Pb2＋以氢氧化物形式开始沉淀时的pH值分别为1.9、7.0，因此加入盐酸控制pH小于1的原因是抑制Fe3＋水解；（2）升高温度，可以加快浸泡速率，根据PbCl2在NaCl中的溶解度，温度越高，PbCl2的溶解度越大，因此95℃增大PbCl2在氯化钠溶液中的溶解度，根据根据信息①Cl－浓度增大，平衡向正反应反应移动，增大PbCl2溶解度；（3）根据PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq) △H＞0，正反应方向是吸热反应，降低温度，平衡向逆反应方向移动，使PbCl42－转化成PbCl2，促使PbCl2晶体析出；（4）配制一定质量分数的溶液，需要的仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管，有时也需要用托盘天平；（5）①铁作阳极，根据电解原理，阳极反应式为Fe－2e－=Fe2＋，利用Fe2＋的还原性，与Cr2O72－发生氧化还原反应，离子反应是Cr2O72－+6Fe2＋ +14H＋=2Cr3＋+6Fe2＋ +7H2O；②阴极反应式为2NO2－＋8H＋＋6e－=N2↑＋4H2O，消耗2molNO2－的同时消耗8molH＋，左池需要向右池转移6molH＋，因此右池减少H＋的物质的量为2mol。