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硫酸铅,又名石灰浆,可用于铅蓄电池、纤维增重剂、涂料分析试剂.工业上通常用自然界分布最广的方铅矿(主要成分为PbS)生产硫酸铅.工艺流程如图1:

已知:①Ksp(PbSO4)=1.08×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×l0-5
②PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌PbCl42-(aq)ΔH>0
③Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式开始沉淀时的pH值分别为1.9和7.
(1)流程中加入盐酸可以控制溶液的pH<1.9,主要目的是
抑制Fe3+的水解
抑制Fe3+的水解

反应过程中可观察到淡黄色沉淀,则①对应的离子方程式为
2Fe3++PbS=PbCl2+S+2Fe2+
2Fe3++PbS=PbCl2+S+2Fe2+

(2)②所得的滤液A蒸发浓缩后再用冰水浴的目的是
用冰水浴使PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌PbCl4-ΔH>0逆向移动,使PbCl4-转化PbCl2析出
用冰水浴使PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌PbCl4-ΔH>0逆向移动,使PbCl4-转化PbCl2析出
(请用平衡移动原理解释)
(3)④中对应反应的平衡常数表达式
c
2
C
l
-
c
S
O
4
2
-
c
2
C
l
-
c
S
O
4
2
-

(4)上述流程中可循环利用的物质有
FeCl3、HCl
FeCl3、HCl

(5)炼铅和用铅都会使水体因重金属铅的含量增大而造成严重污染.水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、Pb(OH)3-、Pb(OH)42-.各形态的铅浓度分数x与溶液pH变化的关系如图2所示:

①探究Pb2+的性质:向含Pb2+的溶液中逐滴滴加NaOH,溶液变浑浊,继续滴加NaOH溶液又变澄清;pH≥13时,溶液中发生的主要反应的离子方程式为
Pb(OH)3-+HO-=Pb(OH)42-
Pb(OH)3-+HO-=Pb(OH)42-
..
②除去溶液中的Pb2+:科研小组用一种新型试剂可去除水中的痕量铅和其他杂质离子,实验结果记录如下:
离子 Pb2+ Ca2+ Fe3+ Mn2+
处理前浓度/(mg•L-1 0.100 29.8 0.12 0.087
处理后浓度/(mg•L-1 0.004 22.6 0.04 0.053
Ⅰ.由表可知该试剂去除Pb2+的效果最好,请结合表中有关数据说明去除Pb2+比Fe3+效果好的理由是
加入试剂,Pb2+的浓度转化率为
0
.
1
-
0
.
004
0
.
1
×1005%=96%,Fe3+的浓度转化率为
0
.
12
-
0
.
04
0
.
12
×100%=67%,所以去除Pb2+比Fe3+效果好
加入试剂,Pb2+的浓度转化率为
0
.
1
-
0
.
004
0
.
1
×1005%=96%,Fe3+的浓度转化率为
0
.
12
-
0
.
04
0
.
12
×100%=67%,所以去除Pb2+比Fe3+效果好

Ⅱ.若新型试剂(DH)在脱铅过程中主要发生的反应为:2DH(s)+Pb2+⇌D2Pb(s)+2H+,则脱铅时最合适的pH约为
6
6

【答案】抑制Fe3+的水解;2Fe3++PbS=PbCl2+S+2Fe2+;用冰水浴使PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌PbCl4-ΔH>0逆向移动,使PbCl4-转化PbCl2析出;
c
2
C
l
-
c
S
O
4
2
-
;FeCl3、HCl;Pb(OH)3-+HO-=Pb(OH)42-;加入试剂,Pb2+的浓度转化率为
0
.
1
-
0
.
004
0
.
1
×1005%=96%,Fe3+的浓度转化率为
0
.
12
-
0
.
04
0
.
12
×100%=67%,所以去除Pb2+比Fe3+效果好;6
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:20引用:2难度:0.5
相似题
  • 1.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    ;当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
    mol•L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    (5)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示).

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:114引用:4难度:0.5
  • 2.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验
    Fe3+已经除尽的试剂是
     

    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
     

    (5)煅烧A的反应方程式是
     

    (6)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示).

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:5引用:1难度:0.5
  • 3.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,常温下,当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
    mol•L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]═2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.5
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