Question

【題目】硫酸鉛可用于鉛蓄電池、纖維增重劑、涂料分析試劑．工業上通常用自然界分布最廣的方鉛礦(主要成分為PbS)生產硫酸鉛。工藝流程如下：

已知：①Ksp(PbSO4)=1.08×10-8，Ksp(PbCl2)=1.6×l0-5．

②PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq) △H＞0

③Fe3+、Pb2+以氫氧化物形式開始沉淀時的pH值分別為1.9和7．

(I)流程中加入鹽酸可以控制溶液的pH＜1.9，主要目的是 _____________________，反應過程中可觀察到淡黃色沉淀，則步驟（1）對應的主要反應的離子方程式為 ____________________________；

(II)步驟（2）所得的濾液A 蒸發濃縮后再用冰水浴的目的是___________(請用平衡移動原理解釋)

(III)上述流程中可循環利用的物質有___________；

(Ⅵ)步驟（4）中反應的離子方程式為_____________________.對濾液C中氯離子的測定可中和后采用K2CrO4為指示劑，以AgNO3標準溶液滴定溶液中Cl，利用Ag+與CrO42-生成磚紅色沉淀，指示到達滴定終點。選用K2CrO4溶液的最好濃度等于 _____________mol·L1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分別為2.0×10-12和2.0×10-10)。

(Ⅴ)PbO2與MnO2性質相似，請寫出PbO2與濃鹽酸加熱條件下反應的離子方程式______________________

Answer 1

【答案】 抑制Fe3+的水解 2Fe3++PbS+2Cl-=PbCl2+S+2Fe2+ 用冰水浴使PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl4-△H＞0逆向移動，使PbCl4-轉化PbCl2析出 FeCl3、HCl PbCl2+SO42-= PbSO4+2Cl- 5×10-3 PbO2+4H++2Cl-=Pb2++Cl2+2H2O

【解析】往方鉛礦中加入FeCl3溶液和鹽酸，FeCl3與PbS反應生成PbCl2和S，產物中加入飽和食鹽水，趁熱過濾，有利于PbCl2（s）+2Cl-（aq）PbCl4-△H＞0正向進行，使PbCl2溶解，過濾除去硫等雜質，濾液A含有PbCl4-、Cl-、Fe2+、Fe3+等，濾液A蒸發濃縮，冷水浴中冷卻，利用平衡逆向進行，析出PbCl2晶體，濾液B中含有Fe2+、Fe3+，用過氧化氫進行氧化后循環利用，PbCl2晶體中加入稀硫酸，轉化為更難溶的硫酸鉛沉淀，過濾得到硫酸鉛沉淀，洗滌、烘干得到硫酸鉛粉末，濾液C中含有HCl。

（Ⅰ）Fe3+、Pb2+以氫氧化物形式開始沉淀時的pH值分別為1.9和7，流程中加入鹽酸可以控制溶液的pH＜1.9，主要目的是：抑制Fe3+的水解，FeCl3與PbS反應生成PbCl2和S，Pb元素化合價不變，S元素化合價升高，則鐵元素的化合價降低，有FeCl2生成，反應方程式為：2FeCl3+PbS=PbCl2+S+2FeCl2，反應離子方程式為：2Fe3++PbS=PbCl2+S+2Fe2+；（Ⅱ）用冰水浴使PbCl2（s）+2Cl-（aq）PbCl4-△H＞0逆向移動，使PbCl4-轉化PbCl2析出；（Ⅲ）過氧化氫將濾液B中Fe2+氧化為Fe3+，再循環利用，C溶液中含有HCl，也可以循環利用；（Ⅳ）①根據以上分析可知步驟（4）中反應的離子方程式為PbCl2+SO42-＝PbSO4+2Cl-；當氯離子濃度小于10－5mol/L時可以認為沉淀完全，此時銀離子濃度是2.0×10-10/10－5mol/L＝2×10－5mol/L，所以鉻酸鉀的濃度是；(Ⅴ)PbO2與MnO2性質相似，PbO2與濃鹽酸加熱條件下生成氯氣的離子方程式為PbO2+4H++2Cl-Pb2++Cl2+2H2O。