【題目】煉鉛煙塵的主要成分為鉛的氧化物(Pb2O3Pb3O4、PbO)PbSO4,其雜質(zhì)主要為含鎘(Cd)化合物,回收處理煉鉛煙塵可實(shí)現(xiàn)資源再生。某工藝流程如圖:

已知:ⅰ.Pb2O3Pb3O4PbO

.CdSO4易溶于水,熱穩(wěn)定性好

.PbSO4(s)+2Cl-(aq)PbCl2(s)+SO42-(aq)

PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq)

.Pb(OH)2為兩性氫氧化物

(1)步驟①中焙燒的目的是________。在此過程中PbO與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。

(2)濾液I的成分是________。

(3)相同反應(yīng)時(shí)間,步驟①中焙燒溫度和酸料比對(duì)Pb、Cd去除率的影響如下表所示(均未達(dá)到平衡狀態(tài))。

焙燒溫度/

各元素的去除率/%

酸料比/(mL/g)

各元素的去除率/%

Pb

Cd

Pb

Cd

100

2.57

56.63

0.3

2.57

74.12

200

2.62

89.30

0.4

2.67

85.10

500

2.67

96.98

0.5

2.72

92.48

600

2.87

95.42

0.6

2.67

96.98

900

2.88

40.15

0.7

2.65

95.13

應(yīng)選擇的焙燒溫度和酸料比為________。

Cd去除率隨溫度升高先增大后減小的原因可能為________。

(4)步驟③中NaCl溶液的作用是________。

(5)步驟④的操作是________。

(6)下列說法正確的是________(填序號(hào))。

A.步驟①中濃硫酸作氧化劑

B.步驟③中pH<4的目的是防止Pb2+水解

C.步驟④的濾液可循環(huán)利用以提高Pb的回收率

D.步驟⑤中增大NaOH溶液濃度可使Pb沉淀完全

【答案】Pb2O3、Pb3O4轉(zhuǎn)化為PbO PbO+H2SO4PbSO4+H2O CdSO4(H2SO4) 溫度為500℃,酸料比為0.6 mL/g 溫度升高反應(yīng)速率加快,一段時(shí)間內(nèi)Cd去除率增大;溫度過高導(dǎo)致硫酸損失,反應(yīng)物濃度減小,因此一段時(shí)間內(nèi)Cd去除率降低 使PbSO4轉(zhuǎn)化成PbCl42-,與不溶雜質(zhì)分離開 加水稀釋,過濾 BC

【解析】

煉鉛煙塵主要成分為鉛的氧化物(Pb2O3、Pb3O4PbO)PbSO4,其雜質(zhì)主要為含鎘(Cd)化合物,Pb的穩(wěn)定氧化物是PbO,高溫焙燒能夠使不穩(wěn)定的Pb2O3Pb3O4轉(zhuǎn)化為PbO,然后加入濃硫酸,發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)產(chǎn)生PbSO4,雜質(zhì)鎘(Cd)的化合物反應(yīng)產(chǎn)生易溶性CdSO4,然后用水浸泡,可除去可溶性雜質(zhì),在濾液I中主要含有CdSO4及過量H2SO4,然后向?yàn)V渣PbSO4中加入NaCl溶液,會(huì)發(fā)生離子交換反應(yīng),為促進(jìn)物質(zhì)反應(yīng),溫度控制在90℃,調(diào)節(jié)溶液pH<4,可防止Pb2+水解,PbSO4發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)[PbCl4]2-,然后過濾除去不溶性雜質(zhì),將濾液II進(jìn)行稀釋得到PbCl2沉淀,再將其過濾出來,洗滌干凈,用適量NaOH溶液溶解得到Pb(OH)2。

(1)步驟①中焙燒的目的是將Pb2O3、Pb3O4轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定氧化物PbO。在此過程中PbO與濃硫酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)產(chǎn)生PbSO4H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式為PbO+H2SO4PbSO4+H2O。

(2)在加熱濃硫酸焙燒時(shí)Pb的氧化物轉(zhuǎn)化為PbSO4,雜質(zhì)Cd的化合物轉(zhuǎn)化為CdSO4,根據(jù)題干信息可知CdSO4易溶于水,熱穩(wěn)定性好,而PbSO4難溶于水,所以濾液I的成分是CdSO4及過量的H2SO4

(3)根據(jù)相同反應(yīng)時(shí)間,步驟①中焙燒溫度和酸料比對(duì)Pb、Cd去除率的影響可知:在酸配料比不變時(shí),溫度升高,Cd的去除率先增大后減小,在500℃時(shí)Cd的去除率達(dá)到最大值,因此焙燒溫度是500℃;在溫度不變,酸料比為0.6 mL/g時(shí)Cd的去除率達(dá)到最大值,故應(yīng)選擇的焙燒溫度和酸料比為溫度為500℃,酸料比為0.6 mL/g;

Cd去除率隨溫度升高先增大后減小的原因可能是:溫度升高,反應(yīng)速率加快,一段時(shí)間內(nèi)Cd去除率增大;當(dāng)溫度過高時(shí)導(dǎo)致硫酸損失,反應(yīng)物濃度減小,因此一段時(shí)間內(nèi)Cd去除率又降低。

(4)在步驟③中NaCl溶液的作用是能夠使難溶性的PbSO4轉(zhuǎn)化成可溶性PbCl42-進(jìn)入溶液,從而與不溶雜質(zhì)分離開。

(5)根據(jù)信息ⅲ. PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq)可知,將濾液加水稀釋,平衡逆向移動(dòng),就可以得到PbCl2固體,因此步驟④的操作是加水稀釋,過濾。

(6)A. 步驟①中濃硫酸與PbO反應(yīng)產(chǎn)生PbSO4,CdO反應(yīng)產(chǎn)生CdSO4,元素化合價(jià)都不變,因此硫酸的作用不是作氧化劑,A錯(cuò)誤;

B. Pb(OH)2為兩性氫氧化物,因此鉛鹽是強(qiáng)酸弱堿鹽,在溶液中易發(fā)生水解反應(yīng)使溶液顯酸性,在步驟③中調(diào)節(jié)溶液pH<4的目的是防止Pb2+水解,B正確;

C. 在步驟④的濾液中含有一定量的PbCl2,若將其循環(huán)利用,就提高Pb的回收率,C正確;

D. Pb(OH)2為兩性氫氧化物,若步驟⑤中增大NaOH溶液濃度,NaOH過量,則Pb(OH)2與過量NaOH反應(yīng)產(chǎn)生Na2PbO2進(jìn)入溶液,最終不能得到Pb(OH)2,因此NaOH濃度不易過大,D錯(cuò)誤;

故合理選項(xiàng)是BC。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】測定硫酸銅晶體(CuSO4xH2O)中x值的實(shí)驗(yàn)過程如下:

完成下列填空:

1)必須要進(jìn)行恒重操作的原因是___。

2)下面是某同學(xué)的一次實(shí)驗(yàn)記錄,請(qǐng)完成下表。

稱量數(shù)據(jù)1

稱量數(shù)據(jù)2

稱量數(shù)據(jù)3

結(jié)晶水的X

實(shí)驗(yàn)誤差

11.685g

13.691g

12.960g

____

____

3)本次實(shí)驗(yàn)測得X值偏__(高、低),可能這次實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的原因可能是___。

A.硫酸銅晶體中含有不揮發(fā)性雜質(zhì) B.實(shí)驗(yàn)前晶體表面有濕存水

C.加熱時(shí)有晶體飛濺出去 D.加熱失水后露置在空氣中冷卻

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氨在人類的生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用,某化學(xué)興趣小組利用圖一裝置探究氨氣的有關(guān)性質(zhì)。

1裝置A中燒瓶內(nèi)試劑可選用 填序號(hào)。B的作用是

a.堿石灰 b.濃硫酸 c.生石灰 d.燒堿溶液

2連接好裝置并檢驗(yàn)裝置的氣密性后,裝入藥品,然后應(yīng)先 填I(lǐng)或Ⅱ

Ⅰ.打開旋塞逐滴向圓底燒瓶中加入氨水 Ⅱ.加熱裝置C

3實(shí)驗(yàn)中觀察到C中CuO粉末變紅,D中無水硫酸銅變藍(lán),并收集到一種單質(zhì)氣體,則該反應(yīng)相關(guān)化學(xué)方程式為 ,.該反應(yīng)證明氨氣具有 性.

4該實(shí)驗(yàn)缺少尾氣吸收裝置,圖二中能用來吸收尾氣的裝置是 填裝置序號(hào)

5氨氣極易溶于水,若標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將2.24L的氨氣溶于水配成0.5L溶液,所得溶液的物質(zhì)的量濃度為 mol/L.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】請(qǐng)按要求回答下列問題:

1)小蘇打可用于中和過多的胃酸,該反應(yīng)的離子方程式為:___。

2)向蔗糖中加入濃硫酸時(shí),蔗糖變黑,體積膨脹,變成海綿狀的炭。蔗糖變黑,說明濃硫酸具有__性,后產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體,說明濃硫酸具有___性。

3NO2___色的有毒氣體,它與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為___,該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的質(zhì)量比為___。

4)用10mol·L-1H2SO4配制480mL1mol·L-1H2SO4,有如下幾個(gè)操作:

①計(jì)算并用量筒量取___mL10mol·L-1H2SO4稀釋。

②配制溶液所用到的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒外,還必須有__、__填儀器名稱。

③下列操作可能使所配溶液濃度偏小的是__填寫序號(hào)

A.未洗滌燒杯和玻璃棒

B.定容時(shí)俯視容量瓶的刻度線

C.配溶液前容量瓶中有少量蒸餾水

D.搖勻后,發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線后繼續(xù)加水至凹液面與刻度線相切

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某研究小組以芳香族化合物A為主要原料,按下列線路合成抗癲癇藥物W

已知:

請(qǐng)回答:

1)下列說法正確的是________。

A.反應(yīng)②是氧化反應(yīng) B.試劑X是濃硝酸和濃硫酸

C.反應(yīng)③⑤的目的是保護(hù) D.藥物W的分子式是

2)寫出化合物C的結(jié)構(gòu)簡式________。

3)寫出反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式________。

4)設(shè)計(jì)從GH的合成路線(用流程圖表示,無機(jī)試劑任選)________

5)寫出化合物A的相鄰?fù)滴?/span>Y的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式,且必須符合下列條件:________。

①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);

表明,分子中共有4H原子;

③除了苯環(huán)無其它環(huán)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】室溫下,1molCuSO4·5H2O(s)溶于水會(huì)使溶液溫度降低,熱效應(yīng)為ΔH1,1molCuSO4(s)溶于水會(huì)使溶液溫度升高熱效應(yīng)為ΔH2;CuSO4·5H2O受熱分解的化學(xué)方程式為:CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s) +5H2O(l),熱效應(yīng)為ΔH3。則下列判斷正確的是( )

A. ΔH2>ΔH3 B. ΔH1>ΔH3

C. ΔH2+ΔH3=ΔH1 D. ΔH1+ΔH2=ΔH3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1)配平以下方程式

K2Cr2O7+__HC1=__KC1+__CrCl3+__H2O+__Cl2

以上反應(yīng)中失電子的物質(zhì)是_________,還原產(chǎn)物是______,每生成lmol這種還原產(chǎn)物,將有_________mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移.氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_________

2)人體內(nèi)的鐵元素以Fe2+Fe3+的形式存在。Fe2+易被吸收,所以補(bǔ)鐵時(shí),應(yīng)補(bǔ)充含Fe2+的亞鐵鹽。服用維生素C可使食物中的Fe3+轉(zhuǎn)化成Fe2+,利于人體對(duì)鐵的吸收。

Ⅰ人體中經(jīng)常進(jìn)行Fe2+Fe3+的轉(zhuǎn)化,可表示為Fe2+Fe3+。在過程A中,Fe2+__________劑,過程B中,Fe3+____________劑。

服用維生素C可使食物中的Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+這句話指出,維生素C在這個(gè)反應(yīng)中作_______劑,具有_____________性。

3)已知反應(yīng):2H2S+H2SO3=2H2O+3S↓,若氧化產(chǎn)物比還原產(chǎn)物多1.6g,則冋時(shí)會(huì)生成水的質(zhì)量為____g

4)除去Na2CO3粉末中混入的NaHCO3雜質(zhì)用______方法,化學(xué)方程式為_______

5)向FeBr2溶液中通入足量Cl2(己知氧化性Cl2Br2Fe3+)化學(xué)方程式為_______

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的氣體AB,一定溫度下發(fā)生反應(yīng)A(g)+xB(g) 2C(g),達(dá)到平衡后,只改變反應(yīng)的一個(gè)條件,測得容器中物質(zhì)的濃度、反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如下圖所示。下列說法中正確是

A.8min A的平均反應(yīng)速率為0.08mol/(L·s)

B.30min時(shí)擴(kuò)大容器的體積,40min時(shí)升高溫度

C.反應(yīng)方程式中的x1,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

D.30min54min的反應(yīng)的平衡常數(shù)相等

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】14.2g無水硫酸鈉配制成500mL溶液,其物質(zhì)的量濃度為__________molL-1。若從中取出50 mL,其物質(zhì)的量濃度為__________ molL-1。若將這50 mL溶液用水稀釋到100 mL,所得溶液中的物質(zhì)的量濃度為__________ molL-1,的物質(zhì)的量濃度為__________ molL-1。

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