Question

【题目】铅及其化合物在工业生产、生活中具有非常广泛的用途。

（1）瓦纽科夫法熔炼铅，其相关反应的热化学方程式如下：

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

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

（2）以含铅废料（主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4）为原料制备高纯PbO，其主要流程如下：

①“酸溶”时，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应成1 mol PbSO4时转移电子的物质的量为_________ mol。

②已知：PbO溶解在NaOH溶液中，存在化学平衡：PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图1所示：

结合上述信息，完成由粗品PbO（所含杂质不溶于NaOH溶液）得到高纯PbO的操作：将粗品PbO溶解在一定量________（填“35％”或“10％”）的NaOH溶液中，加热至110℃，充分溶解后，_______________（填 “趁热过滤”或“蒸发浓缩”），将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体。

（3）将粗品PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图2所示：

①阴极的电极反应式为______________________；

②当有4.14gPb生成时，通过质子交换膜的n(H+)=______________________。

（4）PbI2可用于人工降雨。取一定量的PbI2固体，用蒸馏水配制成t℃饱和溶液，准确移取25.00 mL PbI2饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH+（发生反应：2RH++PbI2 =R2Pb+2H++2I-），用250ml洁净的锥形瓶接收流出液，后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性，将洗涤液一并盛放到锥形瓶中（如图3）。加入酚酞指示剂，用0.0050mol·L-1NaOH溶液滴定，当达到滴定终点时，用去氢氧化钠溶液10.00mL。可计算出t℃时Ksp(PbI2)为_________________。

Answer 1

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

【解析】（1）根据盖斯定律书写目标热化学方程式；

(2) ①根据得失电子守恒计算②脱硫过程中发生的反应为PbSO4+2NaOH=PbO+Na2SO4+H2O，而滤液Ⅰ中含有硫酸，可降低溶液的pH，使平衡PbO（s）+NaOH（aq）NaHPbO2（aq）逆向移动，结合溶解度曲线特点可知浓度高的NaOH溶液和较高的温度，PbO的溶解度高，据此分析；

（3）①阴极发生还原反应；②根据转移的电子数求通过质子交换膜的n(H+)

（4）要计算出t℃时PbI2Ksp，求溶液中CI2或者CPb的值，然后根据公式求出结果．

(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

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

（2）①在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4，反应为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，生成2molPbSO4转移电子2mol，故生成1molPbSO4，转移电子的物质的量是1mol②根据PbO的溶解度曲线，提纯粗Pb的方法为将粗PbO溶解在NaOH溶液中，结合溶解度曲线特点可知浓度高的NaOH溶液和较高的温度，PbO的溶解度高，因此加热至较高温度，充分溶解，然后再高温下趁热过滤除去杂质，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体；故答案为：①1②35%；趁热过滤；

（3）①阴极发生还原反应，根据题意电解Na2PbCl4溶液，生成Pb，发生还原反应，故阴极反应为：PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-；②当有4.14gPb生成时，转移了0.04mol电子，因此通过质子交换膜的n(H+)0.04mol；故答案为：①PbCl42-+2e-=Pb+4Cl- ②0.04mol

（4）滴定过程中消耗的OH-，即为阳离子交换出的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

，故答案为4×10-9。