Question

【題目】鉛及其化合物在工業生產、生活中具有非常廣泛的用途。

（1）瓦紐科夫法熔煉鉛，其相關反應的熱化學方程式如下：

①2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g) △H1＝akJ·mol-1

②PbS(s)2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g) △H2＝b kJ·mol-1

③PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) △H3＝c kJ·mol-1

反應3PbS(s)+6O2(g)=3PbSO4(s) △H＝____________kJ·mol-1（用含a、b、c的代數式表示）

（2）以含鉛廢料（主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4）為原料制備高純PbO，其主要流程如下：

①“酸溶”時，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反應成1 mol PbSO4時轉移電子的物質的量為_________ mol。

②已知：PbO溶解在NaOH溶液中，存在化學平衡：PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq)，其溶解度曲線如圖1所示：

結合上述信息，完成由粗品PbO（所含雜質不溶于NaOH溶液）得到高純PbO的操作：將粗品PbO溶解在一定量________（填“35％”或“10％”）的NaOH溶液中，加熱至110℃，充分溶解后，_______________（填 “趁熱過濾”或“蒸發濃縮”），將濾液冷卻結晶，過濾、洗滌并干燥得到高純PbO固體。

（3）將粗品PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的電解液，電解Na2PbCl4溶液生成Pb的裝置如圖2所示：

①陰極的電極反應式為______________________；

②當有4.14gPb生成時，通過質子交換膜的n(H+)=______________________。

（4）PbI2可用于人工降雨。取一定量的PbI2固體，用蒸餾水配制成t℃飽和溶液，準確移取25.00 mL PbI2飽和溶液分次加入陽離子交換樹脂RH+（發生反應：2RH++PbI2 =R2Pb+2H++2I-），用250ml潔凈的錐形瓶接收流出液，后用蒸餾水淋洗樹脂至流出液呈中性，將洗滌液一并盛放到錐形瓶中（如圖3）。加入酚酞指示劑，用0.0050mol·L-1NaOH溶液滴定，當達到滴定終點時，用去氫氧化鈉溶液10.00mL。可計算出t℃時Ksp(PbI2)為_________________。

Answer 1

【答案】 2a+2b-3c 1 35% 趁熱過濾 PbCl42-+2e-=Pb+4Cl- 0.04mol 4×10-9

【解析】（1）根據蓋斯定律書寫目標熱化學方程式；

(2) ①根據得失電子守恒計算②脫硫過程中發生的反應為PbSO4+2NaOH=PbO+Na2SO4+H2O，而濾液Ⅰ中含有硫酸，可降低溶液的pH，使平衡PbO（s）+NaOH（aq）NaHPbO2（aq）逆向移動，結合溶解度曲線特點可知濃度高的NaOH溶液和較高的溫度，PbO的溶解度高，據此分析；

（3）①陰極發生還原反應；②根據轉移的電子數求通過質子交換膜的n(H+)

（4）要計算出t℃時PbI2Ksp，求溶液中CI2或者CPb的值，然后根據公式求出結果．

(1)①2PbS(s)+3O2(g)═2PbO(s)+2SO2(g)△H1=akJmol1

②PbS(s)+2PbO(s)═3Pb(s)+SO2(g)△H2=bkJmol1

③PbS(s)+PbSO4(s)═2Pb(s)+2SO2(g)△H3=ckJmol1

根據蓋斯定律①×2+②×2③×3得到3PbS(s)+6O2(g)═3PbSO4(s)△H=2△H1+2△H23△H3=(2a+2b3c)kJmol1，故答案為：2a+2b3c；

（2）①在Fe2+催化下，Pb和PbO2反應生成PbSO4，反應為：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，生成2molPbSO4轉移電子2mol，故生成1molPbSO4，轉移電子的物質的量是1mol②根據PbO的溶解度曲線，提純粗Pb的方法為將粗PbO溶解在NaOH溶液中，結合溶解度曲線特點可知濃度高的NaOH溶液和較高的溫度，PbO的溶解度高，因此加熱至較高溫度，充分溶解，然后再高溫下趁熱過濾除去雜質，將濾液冷卻結晶，過濾、洗滌并干燥得到高純PbO固體；故答案為：①1②35%；趁熱過濾；

（3）①陰極發生還原反應，根據題意電解Na2PbCl4溶液，生成Pb，發生還原反應，故陰極反應為：PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-；②當有4.14gPb生成時，轉移了0.04mol電子，因此通過質子交換膜的n(H+)0.04mol；故答案為：①PbCl42-+2e-=Pb+4Cl- ②0.04mol

（4）滴定過程中消耗的OH-，即為陽離子交換出的H+，c(H+)=0.0025molL-1×20.00mL÷25.00mL=2×10-3molL-1，由2RH++PbI2 =R2Pb2++2H++2I-可知c(H+)= c(I-)，而c(Pb2+)= c(I-)/2=10-3，所以4×10-9

，故答案為4×10-9。