Question

【題目】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：(i) PbCl2 (s)+2C1-(aq)=PbCl42-(aq) △H>0

(ii)有關物質的Ksp和沉淀時的pH如下：

物質	Ksp	物質	開始沉淀時pH	完全沉淀時pH
PbSO4	1.0×10-8	Fe(OH)3	2.7	3.7
PbCl2	1.6×10-5	Pb(OH)2	6	7.04

（1）步驟I反應加入鹽酸后可以觀察到淡黃色沉淀生成，請寫出的離子方程式___________。

（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）在上述生產過程中可以循環利用的物質有______________。

（4）寫出步驟Ⅲ中PbCl2晶體轉化為PbSO4沉淀的離子方程式________________。

（5）鉛的冶煉、加工會使水體中重金屬鉛的含量增大造成嚴重污染。某課題組制備了一種新型脫鉛劑（用EH表示），能有效去除水中的痕量鉛，脫鉛過程中主要發生的反應為：2EH(s)+Pb2+E2Pb(s)+2H+。則脫鉛的最合適的pH范圍為____（填編號）

A.4～5 B.6～7 C.9～10 D.11～12

（6）PbSO4熱激活電池可用作火箭、導彈的工作電源。基本結構如圖所示，其中作為電解質的無水LiCl-KC1混合物受熱熔融后，電池即可瞬間輸出電能。該電池總反應為PbSO4+2LiCl+Ca=CaCl2+Li2SO4+Pb。

①放電過程中，Li+向_______移動（填“負極”或“正極”）。

②負極反應式為_____________。

③電路中每轉移0.2mol電子，理論上生成_________g Pb。

Answer 1

【答案】 PbS+2Fe3++2Cl-=PbCl2↓+2Fe2++S↓ 冰水浴可以使吸熱反戍PbCl2(s)十2Cl-(aq)PbCl4-(aq)逆向移動。PbCl4-不斷轉化為PbCl2晶體而析出 FeCl3和鹽酸 PbCl2(s)+SO42-(aq) PbSO4(s) +2Cl-(aq) B 正極 Ca+2Cl--2e-=CaCl2 20.7

【解析】（1）本題考查氧化還原反應方程式的書寫，淡黃色的沉淀是S，方鉛礦中加入鹽酸和FeCl3，FeCl3具有強氧化性，把－2價S氧化成S，且PbCl2屬于難溶物，因此離子反應方程式為：PbS+2Fe3＋+2Cl－=PbCl2↓+2Fe2＋+S↓；（2）考查勒夏特列原理，產物中加入NaCl，發生PbCl2＋2Cl－PbCl42－，此反應是吸熱反應，采用冰水浴，促使平衡向正反應方向進行，生成PbCl2；（3）考查對流程的分析，濾液2中加入H2O2，H2O2把Fe2＋氧化成Fe3＋，FeCl3可以循環使用，PbCl2中加入稀硫酸，發生PCl2＋H2SO4=PbSO4＋2HCl，鹽酸可以循環使用；（4）考查沉淀的轉化，PbCl2和PbSO4都難溶于水，且PbSO4比PbCl2更難溶，離子反應方程式為PbCl2(s)+SO42-(aq) PbSO4(s) +2Cl-(aq)；（5）根據反應方程式，Pb以Pb2＋形式參與反應，pH過小，平衡向逆反應方向進行，pH過大，以Pb(OH)2全部沉淀，因此pH控制在6～7之間，故選項B正確；（6）考查電極反應式的書寫和原電池的工作原理，①根據原電池的工作原理，陽離子向正極移動，即Li＋向正極移動；②負極是失去電子，化合價升高的反應，Ca在負極上反應，電極反應式為Ca＋2Cl－－2e－=CaCl2；③PbSO4失去2mol電子轉變成Pb，因此轉移0.2mol電子生成Pb的質量為207×2/0.2g=20.7g。