【題目】某小組利用含鉛廢料(主要含PbO、PbSO4PbO2)制備化工產(chǎn)品(PbSO4·3PbO·H2O)的工藝流程如圖:

已知:Ksp(PbSO4)1.82×108,Ksp(PbCO3)1.46×1013。請(qǐng)回答下列問題:

(1)“轉(zhuǎn)化時(shí),加入Na2CO3的目的是將PbSO4轉(zhuǎn)化成PbCO3,其轉(zhuǎn)化原理是___________。PbO2轉(zhuǎn)化為PbCO3的離子方程式為_________

(2)該流程中可以循環(huán)利用的物質(zhì)是_________,若其中殘留過多SO42,循環(huán)利用可能出現(xiàn)的問題是__________。

(3)一定濃度的硝酸溶解PbCO3PbO時(shí),酸溶時(shí),金屬離子浸出率與溫度的關(guān)系如圖所示。當(dāng)溫度為40℃,金屬離子浸出率最高,其主要原因是________。

(4)取一定量的含鉛廢料經(jīng)上述轉(zhuǎn)化,假設(shè)含鉛廢料中的PbO2PbSO4全部轉(zhuǎn)化成PbCO3,且PbO未發(fā)生反應(yīng),酸溶時(shí)共收集到5.6 L CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),沉鉛時(shí)得到121.2 g PbSO4

①原含鉛廢料中含PbO的物質(zhì)的量為__________。

合成時(shí),加入NaOH的質(zhì)量為__________。

(5)工業(yè)上,電解Pb(NO3)2溶液制備活性電極材料PbO2,其陽極的電極反應(yīng)式為_________

【答案】溶解度較大的物質(zhì)容易轉(zhuǎn)化成溶解度較小的物質(zhì) PbO2+H2O+SO32-+CO32-=PbCO3+SO42-+2OH- HNO3 PbSO4覆蓋在PbCO3表面阻止反應(yīng) 溫度低于40℃時(shí)反應(yīng)速率慢;溫度高于40℃時(shí)硝酸揮發(fā)和分解速率加快 0.15mol 24g Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+

【解析】

含鉛廢料的主要成分為PbO、PbSO4PbO2,加入Na2SO3后產(chǎn)物為PbO、PbCO3,PbO2中鉛元素化合價(jià)降低,說明發(fā)生氧化還原反應(yīng);加入稀硝酸溶解難溶的PbO、PbCO3,再加稀硫酸生成硫酸鉛,最后加入氫氧化鈉溶液得到產(chǎn)物。由已知:Ksp(PbSO4)1.82×108,Ksp(PbCO3)1.46×1013可知,PbSO4溶解度大于PbCO3。

1)由溶度積可知,PbSO4的溶解度大于PbCO3,所以加入碳酸鈉將PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3。加入Na2SO3PbO2中鉛元素化合價(jià)降低,Na2SO3還原PbO2S元素化合價(jià)升高,根據(jù)電子守恒,得到離子方程式PbO2+H2O+SO32-+CO32-=PbCO3+SO42-+2OH-

2沉鉛時(shí),發(fā)生反應(yīng)Pb(NO3)2+H2SO4=PbSO4+2HNO3,硝酸在“酸溶”過程中做為反應(yīng)物,故可循環(huán)利用的物質(zhì)為HNO3。稀硝酸中殘留過多SO42,會(huì)生成難溶的硫酸鉛,PbSO4覆蓋在PbCO3表面,阻止碳酸鉛與稀硝酸反應(yīng)。

3)由圖象可知,當(dāng)溫度低于40℃時(shí)反應(yīng)速率慢,金屬離子浸出率低;溫度高于40℃時(shí)硝酸揮發(fā)和分解速率加快,導(dǎo)致反應(yīng)物濃度降低,反應(yīng)減慢,金屬離子浸出率降低。

4①“沉鉛時(shí)得到121.2 g PbSO4,n(PbSO4)=,“酸溶時(shí)共收集到5.6 L CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),n(CO2)=0.25mol!轉(zhuǎn)化過程中PbSO4PbO2轉(zhuǎn)化為PbCO3,酸溶”時(shí)PbCO3與稀硝酸反應(yīng)生成CO2,故原料中PbSO4PbO20.25mol,而PbO、PbSO4PbO2的總物質(zhì)的量為0.4mol,故原含鉛廢料中含PbO的物質(zhì)的量為0.15mol

加入氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)PbSO4+2NaOH=PbO+Na2SO4+H2O,由產(chǎn)品組成PbSO4·3PbO·H2O可知,0.4molPbSO4中有0.3mol轉(zhuǎn)化為0.3mol PbO,根據(jù)化學(xué)方程式可知,加入NaOH的物質(zhì)的量為0.6mol,質(zhì)量為0.6mol×40gmol-1=24g。

(5)陽極上發(fā)生氧化反應(yīng),水提供氧元素生成的PbO2HNO3,故陽極的電極反應(yīng)式為Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+。

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】為了探究KIFeCl3的反應(yīng)為可逆反應(yīng),且有一定的限度,某化學(xué)小組進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn):

(1)請(qǐng)寫出KI溶液與FeCl3溶液反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式:______

實(shí)驗(yàn)I:探究KIFeCl3的反應(yīng)為可逆反應(yīng)

步驟1:設(shè)計(jì)如下圖原電池裝置,接通靈敏電流計(jì),指針向左偏轉(zhuǎn)(注:靈敏電流計(jì)指針總是偏向電源正極),隨著時(shí)間進(jìn)行電流計(jì)讀數(shù)逐漸變小,最后讀數(shù)變?yōu)榱恪?/span>

步驟2:當(dāng)指針讀數(shù)變零后,向甲中加入少量FeCl2固體,向乙中加入少量碘固體;

(2)若靈敏電流計(jì)出現(xiàn)_________(答現(xiàn)象),則證明該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。

(3)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論解釋步驟1最后讀數(shù)變?yōu)榱?/span>的原因_______;

(4)加入FeCl2和碘固體后,正極的電極反應(yīng)式為______;

實(shí)驗(yàn)II:證明KIFeCl3的反應(yīng)有一定限度。

步驟3:取5 mL 0.1 mol/LKI溶液于試管,滴加0.1 mol/LFeCl3溶液2 mL,振蕩;

步驟4:取少量反應(yīng)后的溶液,向其中加入幾滴淀粉溶液,充分振蕩;

(5)觀察到的現(xiàn)象是________;

步驟5:另取少量反應(yīng)后的溶液,滴加0.1 mol/LAgNO3溶液,振蕩,產(chǎn)生黃色沉淀,則證明該反應(yīng)有一定限度。

(6)但有同學(xué)認(rèn)為步驟5現(xiàn)象不能證明得出的結(jié)論,原因是______,修正實(shí)驗(yàn)方案后得到結(jié)論:該反應(yīng)有一定的限度。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將無機(jī)碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)化合物是目前研究的熱點(diǎn),也是減少CO2CO的有效措施之一,對(duì)環(huán)境的保護(hù)起到了積極作用。

I.二氧化碳催化加氫甲烷化工藝是利用氨還原CO2,反應(yīng)為CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(l)H1。

(1)已知:H2(g)的燃燒熱H2=-285.8kJ·mol-1,CH4(g)的燃燒熱H=-890.3kJ·mol-1,則H1=________kJ·mol-1。

(2)測(cè)得該反應(yīng)的吉布斯自由能(G=H-TS)隨溫度的變化曲線如圖甲所示,為使CO2順利轉(zhuǎn)化為CH4,反應(yīng)應(yīng)在___下進(jìn)行。

II.一氧化碳催化加氫制甲醇:CO(g)+2H2(g)CH2OH(g)。

(3)圖乙是反應(yīng)中部分物質(zhì)的濃度隨時(shí)間t的變化情況,0~10min內(nèi),用H2表示的平均反應(yīng)速率v(H2)=_____,該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式為_______________。

(4)在容積可變的密閉容器中充入10molCO20molH2,CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度(T)、壓強(qiáng)(p)的變化如圖丙所示。

p1______(“>”“<”“=”)p2

②比較圖丙中A、C兩點(diǎn),平衡常數(shù)KA__________(“>”“<”“=")KC。

③若達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)點(diǎn)A時(shí),容器的體積為20LT1℃時(shí)平衡常數(shù)KA=______

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】大環(huán)多醚稱為冠醚。二苯并-18-冠-6的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。下列說法不正確的是

A.該有機(jī)物的分子式為C20H24O6

B.該有機(jī)物中所有原子不可能共平面

C.在光照下,該有機(jī)物與氯氣反應(yīng)的一氯代物有4(不考慮立體異構(gòu))

D.1 mol該有機(jī)物的苯環(huán)最多可與6 mol H2發(fā)生加成反應(yīng)(不考慮開環(huán)加成)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列各項(xiàng)表述與示意圖一致的是:

A圖①中a、b曲線分別表示反應(yīng)CH2=CH2(g)+H2(g) → CH3CH3(g)ΔH<0;使用和未使用催化劑時(shí),反應(yīng)過程中的能量變化

B圖②表示25 ℃時(shí),用001 mol·L-1鹽酸滴定一定體積的001 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH隨加入酸體積的變化

C圖③表示CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)ΔH,反應(yīng)CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系,且p1p2,ΔH<0

D圖④ 中曲線表示反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH <0;正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度的變化

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】H是合成有機(jī)光電材料的原料。H的一種合成路線如圖:

已知:R屬于芳香族化合物,與新制Cu(OH)2懸濁液共熱產(chǎn)生紅色固體。請(qǐng)回答下列問題:

(1)R的化學(xué)名稱是___________X中官能團(tuán)的名稱是___________。

(2)F→H的反應(yīng)類型是___________。

(3)E→F的化學(xué)方程式為______________

(4)檢驗(yàn)Z中溴元素的試劑有NaOH溶液、AgNO3溶液和___________。

(5)Y的同分異構(gòu)體中,同時(shí)具備下列條件的同分異構(gòu)體有________(不包含立體異構(gòu))。

①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②遇氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng);③能與溴的四氯化碳溶液發(fā)生加成反應(yīng)。

其中核磁共振氫譜有6組峰且峰面積比為111122的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_________

(6)參照上述流程,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)以一溴環(huán)已烷和2-丁炔為起始原料制備的合成路線:__________(無機(jī)試劑任選)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)制備純堿的原理為:NaCl+CO2+NH3+H2ONH4Cl+NaHCO3↓。完成下列填空:

1)上述反應(yīng)體系中出現(xiàn)的幾種短周期元素,非金屬性最強(qiáng)的是__,第二周期原子半徑由大到小的是__。

2)反應(yīng)體系中出現(xiàn)的非金屬元素可形成多種化合物,其中和銨根離子空間構(gòu)型相同且屬于有機(jī)物的電子式是__,該分子為__(選填“極性”、“非極性”)分子。

3)寫出上述元素中有三個(gè)未成對(duì)電子的原子核外電子排布式__,下列關(guān)于該元素和氧元素之間非金屬性大小判斷依據(jù)正確的是___(填編號(hào))

a.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性

b.兩元素形成化合物的化合價(jià)

c.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性

d.氫化物水溶液的酸堿性

侯氏制堿法也稱聯(lián)堿法,聯(lián)合了合成氨工廠,發(fā)生如下反應(yīng):N2+3H22NH3

4)工業(yè)為了提高H2的轉(zhuǎn)化率,一般會(huì)加入稍過量的N2,這樣做對(duì)平衡常數(shù)的影響是__(填“變大”,“變小”或“無影響”,下同),對(duì)N2的轉(zhuǎn)化率的影響是___,對(duì)H2的反應(yīng)速率的影響是__。

5)該反應(yīng)的催化劑是__(填名稱)。反應(yīng)本身為放熱反應(yīng),但是工業(yè)仍然選擇高溫的理由是:__。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)氯酸鉀熔化,粒子間克服了__的作用力;二氧化硅熔化,粒子間克服了__的作用力;碘的升華,粒子間克服了__的作用力.三種晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序是__

(2)下列六種晶體:①CO2,②NaCl,③Na,④Si,⑤CS2,⑥金剛石,它們的熔點(diǎn)從低到高的順序?yàn)?/span>__(填序號(hào)).

(3)在H2、(NH42SO4、SiC、CO2、HF中,由極性鍵形成的非極性分子有__,由非極性鍵形成的非極性分子有__,能形成分子晶體的物質(zhì)是__,含有氫鍵的晶體的化學(xué)式是__,屬于離子晶體的是__,屬于原子晶體的是__,五種物質(zhì)的熔點(diǎn)由高到低的順序是__

(4)A,B,C,D為四種晶體,性質(zhì)如下:

A.固態(tài)時(shí)能導(dǎo)電,能溶于鹽酸

B.能溶于CS2,不溶于水

C.固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電,液態(tài)時(shí)能導(dǎo)電,可溶于水

D.固態(tài)、液態(tài)時(shí)均不導(dǎo)電,熔點(diǎn)為3 500℃

試推斷它們的晶體類型:A.__;B.__;C.__;D.__

5)圖中AD是中學(xué)化學(xué)教科書上常見的幾種晶體結(jié)構(gòu)模型,請(qǐng)?zhí)顚懴鄳?yīng)物質(zhì)的名稱:

A.__;B.__;C.__;D.__

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】青菜含有維生素C和植物纖維有助于清除人體吸入的粉塵顆粒。已知維生素C的結(jié)構(gòu)如圖所示,有關(guān)判斷不正確的是

A. 維生素C中含有3種官能團(tuán)

B. 維生素C分子式為C6H8O6

C. 維生素C能使酸性高錳酸鉀溶液褪色

D. 維生素C在堿性溶液中能穩(wěn)定存在

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