精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

【题目】以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)为原料,制备粗铅,实现铅的再生利用。其工作流程如下图所示:

已知:Ksp(PbSO4)=1.6×10-5,Ksp(PbCO3)=3.3×10-14.

(1)过程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是__________

(2)过程Ⅰ中,Fe2+催化过程可表示为:

i:2Fe2++ PbO2+4H++SO42-2Fe3++PbSO4+2H2O

ii: ……

①写出ii的离子方程式:________________

②下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。

a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红。

b.___________

(3)过程Ⅱ的目的是脱硫。若滤液2中c(SO42-)=1.6mol/L,c(CO32-)=0.1mol/L,则PbCO3____(填“是”或“否”)混有PbSO4

(4)钠离子交换膜固相电解法是从含铅废料中提取铅的一种新工艺,其装置如图所示。将含铅废料投入阴极室,含铅废料中的PbSO4与NaOH溶液发 生反应:PbSO4+3OH-=HPbO2-+SO42-+H2O。

①a与外接电源的________极相连。

②电解过程中,PbO2、PbO、HPbO2-在阴极放电,其中PbO2放电的电极反应式为___________

③与传统无膜固相电解法相比,使用钠离子交换膜可以 提高Pb元素的利用率,原因是________

【答案】 Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 2Fe3++Pb+ SO42-= PbSO4+2Fe2+ 取a中红色溶液少量,加入足量Pb,充分反应后,红色退去。 PbO2 + 4e+ 2H2O = Pb + 4OH 阻止HPbO2进入阳极室被氧化

【解析】(1)根据题给化学工艺流程知,过程中,在催化下,Pb、PbO2和H2SO4反应生成PbSO4和水,化学方程式为:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O;

(2)催化剂通过参加反应,改变反应历程,降低反应的活化能,加快化学反应速率,而本身的质量和化学性质反应前后保持不变.根据题给信息知反应i中Fe2+被PbO2氧化为Fe3+,则反应ii中Fe3+被Pb还原为Fe2+,离子方程式为:2Fe3++Pb+SO42-═PbSO4+2Fe2+
a实验证明发生反应i,则b实验需证明发生反应ii,实验方案为:a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红,亚铁离子被氧化为铁离子;b.取a中红色溶液少量,溶液中存在平衡,Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3,加入过量Pb,和平衡状态下铁离子反应生成亚铁离子,平衡逆向进行充分反应后,红色褪去;
(3)因为Ksp(PbSO4)=1.6×10-5,Ksp(PbCO3)=3.3×10-14,c(SO42-)=1.6molL-1,c(CO32-)=0.1molL-1,PbCO3中:c(Pb2+)==3.3×10-13,;PbSO4中:Q=c(Pb2+)×c(SO42-)=3.3×10-13×1.6=5.28×10-13<Ksp(PbSO4),说明PbSO4在母液中未饱和,即PbCO3中不混有PbSO4

(4)根据钠离子向阴极移动知,a为阴极,与电源负极相连;

电解过程中,PbO2在阴极得电子,电极反应式为PbO2+4e-+2H2O=Pb+4OH-

钠离子交换膜只允许钠离子通过,阻止HPbO2-进入阳极室被氧化,从而提高Pb元素的利用率。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】用三种方法区分厨房中的食盐和蔗糖。

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列分离方法中不正确的是

A.利用萃取方法用四氯化碳提取溴水中的溴单质

B.利用蒸馏的方法可以分离沸点相差较大的液体混合物

C.利用分液的方法分离酒精和水

D.利用结晶的方法除去KNO3中的氯化钠

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是( )

A.该系统中只存在3种形式的能量转化

B.装置Y中负极的电极反应式为:O2+2H2O+4e=4OH

C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生

D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现化学能与电能间的完全转化

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】将下列各种单质投入或通入CuSO4溶液中,能产生铜单质的是

A. Fe B. Na C. H2 D. Ag

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】氯在饮用水处理中常用作杀菌剂,且HClO的杀菌能力比ClO强。25℃时氯气-氯水体系中存在以下平衡关系:

Cl2(g)Cl2(aq) K1=101.2

Cl2(aq)+ H2OHClO + H++ClK2=103.4

HClOH++ ClOKa=?

其中Cl2(aq)HClOClO分别在三者中所占分数(α)pH变化的关系如图所示。下列表述正确的是( )

A. Cl2(g)+ H2O2H++ ClO+ ClK=1010.9

B. 在氯处理水体系中,c(HClO) + c(ClO) =c(H+)c(OH)

C. 用氯处理饮用水时,pH=7.5时杀菌效果比pH=6.5时好

D. 氯处理饮用水时,在夏季的杀菌效果比在冬季差

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列金属防腐的措施中,使用外加电流的阴极保护法的是( )

A. 水中的钢闸门连接电源的负极 B. 金属护栏表面涂漆

C. 汽水底盘喷涂高分子膜 D. 地下钢管连接镁块

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列物质间的转化通过步反应不能实现的是

ACO2→Na2CO3 BFeCl3→FeCl2

CH2SiO3→Na2SiO3 DS→SO3

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列与有关非金属元素叙述以及推理结果不正确的是( )

①非金属性F>Cl,故将F2通入NaCl溶液中,发生反应为F2+2Cl===Cl22F

②非金属性F>Br,故酸性:HF>HBr

③非金属性S>As,故前者的气态氢化物稳定性更强

④非金属性O>N,故O2与H2化合比N2更容易

A.②③ B.③④

C.①④ D.①②

查看答案和解析>>

同步练习册答案