Question

（16分）硫酸铅（PbSO4）广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿（PbS）直接制备硫酸铅粉末的流程如下：

已知：（ⅰ）PbCl2（s）+2Cl－(aq)PbCl4-(aq) △H＞0

（ⅱ）Ksp(PbSO4)=1.08×10-8, Ksp(PbCl2)=1.6×10-5

（ⅲ）Fe3＋、Pb2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH值分别为3.2、7.04

（1）步骤Ⅰ中生成PbCl2和S的离子方程式 ，加入盐酸的另一个目的是为了控制PH值在0.5～1.0，原因是 。

（2）用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因 。

（3）写出PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式 。

（4）请用离子方程式解释滤液2加入H2O2可循环利用的原因 ，滤液3是 。

（5）铅蓄电池的电解液是硫酸，充电后两个电极上沉积的 PbSO4分别转化为PbO2和Pb，充电时阴极的电极反应式为 。

 

Answer 1

（16分）

（1）PbS+2Fe3＋+2Cl－= PbCl2+2Fe2＋+S（3分），抑制Fe3＋、Pb2＋的水解（2 分）

（2）用冰水浴使反应PbCl2（s）+2Cl－(aq)PbCl4－(aq)逆向移动，使PbCl4 －不断转化为PbCl2晶体而析出。（3分）

（3）PbCl2（s）+SO42-(aq) PbSO4 (s) +2Cl－(aq) （2分）

（4）2Fe2＋+ H2O2+2H＋=2Fe3＋+2H2O（2分），盐酸（2分）

（5）PbSO4+2e－=Pb+ SO42－（2分）

【解析】

试题分析：（1）步骤Ⅰ中生成PbCl2和S，说明加入的盐酸、氯化铁与PbS发生氧化还原反应，S元素化合价升高，则铁元素的化合价降低，离子方程式为PbS+2Fe3＋+2Cl－= PbCl2+2Fe2＋+S；Fe3＋、Pb2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH值分别为3.2、7.04，所以加入盐酸的另一个目的是为了控制PH值在0.5～1.0，原因是抑制Fe3＋、Pb2＋的水解；

（2）加入饱和食盐水后存在PbCl2（s）+2Cl－(aq)PbCl4-(aq) △H＞0，在冰水浴中，温度较低，使平衡逆向移动，生成PbCl2晶体而析出；

（3）Ksp(PbSO4)=1.08×10-8< Ksp(PbCl2)=1.6×10-5，根据沉淀的转化，PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀是因为PbCl2中加入稀硫酸破坏了氯化铅的溶解平衡，使溶解平衡正向移动生成硫酸铅，离子方程式为PbCl2（s）+SO42-(aq) PbSO4 (s) +2Cl－(aq)；

（4）滤液2的主要成分是氯化亚铁，与过氧化氢反应又生成氯化铁，作氧化剂使用，离子方程式为2Fe2＋+ H2O2+2H＋=2Fe3＋+2H2O；由（3）可知氯化铅转化为硫酸铅同时生成氯化氢，所以滤液3是盐酸溶液；

（5）充电时是把电能转化为化学能，相当于电解池装置，所以阴极发生还原反应，Pb的化合价降低成为单质Pb，电极反应式为PbSO4+2e－=Pb+ SO42－

考点：考查对流程的分析，化学平衡的应用，电化学原理的应用