【題目】廢鉛蓄電池的回收中產(chǎn)生大量的鉛膏,回收利用鉛膏能有效減少鉛污染,充分利用鉛資源。
(1)鉛膏制備PbO。鉛膏經(jīng)過預處理后(主要成分為PbSO4)加入Na2CO3溶液,使之轉(zhuǎn)化為PbCO3,然后充分灼燒得到PbO。
①PbCO3分解產(chǎn)生aPbCO3bPbO中間產(chǎn)物。PbCO3和PbSO4加熱升溫過程中固體的質(zhì)量變化見圖1。PbCO3在300 ℃時分解的產(chǎn)物為_____________。
②工業(yè)上用PbCO3熱分解制備的PbO而不直接熱分解PbSO4制備的PbO的原因是_____________。
(2)沉淀除鉛。鉛膏經(jīng)過轉(zhuǎn)化后得到含鉛的Na2SO4廢液,需要進一步除去廢水中的鉛。
①常溫下,該廢液中濃度為0.01 mol·L1,則該廢液中Pb2+濃度最大為_____________。[Ksp(PbSO4)=1.8×108]
②隨溫度升高和濃度增大廢液中Pb2+濃度顯著增大,所以工業(yè)通常采用向廢液中加入Na2CO3、NaHCO3或NaOH等堿性沉淀劑產(chǎn)生Pb(OH)2沉淀除鉛。廢液隨著pH的變化生成Pb(OH)2的質(zhì)量如圖2。向含鉛廢液中投放NaHCO3發(fā)生的離子方程式為_____________。在實際生產(chǎn)中采用NaHCO3或Na2CO3沉鉛,不采用NaOH的原因是_____________。
(3)電化學除鉛。利用脈沖電源(間歇性通入電流)電解法轉(zhuǎn)化廢液中的Pb2+實現(xiàn)鉛資源化利用,可以提高除鉛效率(除鉛效率與Pb2+濃度有關),其原理示意圖3。
①寫出陽極的電極反應式:__________。
②采用脈沖電解比普通電源電解的優(yōu)點是__________。
【答案】PbCO3PbO 因為PbSO4分解溫度高,消耗能量多,產(chǎn)生硫的氧化物,污染大 1.8×10-6mol/L Pb2++2HCO3-=Pb(OH)2↓+2CO2↑ NaOH的堿性強,容易與Pb(OH)2反應而使其溶解,而使用NaHCO3或Na2CO3溶液,堿性弱,容易控制pH,從而最大限度的使鉛沉淀。 4OH--4e-=O2↑+2H2O 可以讓陰、陽離子充分的移動到陽極和陰極附近,電極區(qū)相關離子濃度更大,有利于電解。
【解析】
由圖1,根據(jù)固體質(zhì)量的變化值,可求出分解產(chǎn)物;由圖1,根據(jù)PbCO3和PbSO4分解完全,溫度不同,產(chǎn)物不同來解答;根據(jù)Ksp可計算Pb2+濃度;根據(jù)圖2,可判斷采用NaHCO3或Na2CO3沉鉛,不采用NaOH的理由;根據(jù)圖3可判斷電解池的陰陽極,據(jù)此解答。
(1)①如圖所示,m(PbCO3)=801g,300℃時剩余固體質(zhì)量m=735g,△m=801g-735g=66g,根據(jù)(a+b)PbCO3aPbCO3bPbO+bCO2,得出,267(a+b)×66=801×44b,解之,a=b,化學方程式為2PbCO3PbCO3PbO+CO2,產(chǎn)物為PbCO3PbO;答案為PbCO3PbO。
②由圖1可知,PbCO3分解完全只需500℃,產(chǎn)物為PbO和CO2,PbSO4分解完全需要1200℃,且產(chǎn)生硫的氧化物,因而PbSO4分解溫度高,消耗能量多,產(chǎn)生硫的氧化物,污染大;答案為因為PbSO4分解溫度高,消耗能量多,產(chǎn)生硫的氧化物,污染大。
(2)①因為Ksp(PbSO4)=1.8×10-8,Ksp(PbSO4)=c(Pb2+)×c(SO42-),已知c(SO42-)=0.01mol/L,則c(Pb2+)== =1.8×10-6mol/L;答案為1.8×10-6mol/L。
②向含鉛廢液中投放NaHCO3,則HCO3-與Pb2+反應,生成Pb(OH)2沉淀,根據(jù)原子守恒,可判斷還有CO2產(chǎn)生,則離子方程式為Pb2++2HCO3-=Pb(OH)2↓+2CO2↑,由圖2可知,pH=10時,Pb(OH)2沉淀量最大,如果使用NaOH,它的堿性強,容易超過pH=10,而使Pb(OH)2溶解,使用NaHCO3或Na2CO3溶液,堿性弱,容易控制pH,從而最大限度地使鉛沉淀;答案為Pb2++2HCO3-=Pb(OH)2↓+2CO2↑,NaOH的堿性強,容易與Pb(OH)2反應而使其溶解,而使用NaHCO3或Na2CO3溶液,堿性弱,容易控制pH,從而最大限度地使鉛沉淀。
(3)①根據(jù)圖3,是一個電解池,陽極應該是石墨,如果是銅,會犧牲陽極,陽極區(qū)電解液是NaNO3,根據(jù)OH-的放電能力大于NO3-,所以陽極的電極反應為4OH--4e-=O2↑+2H2O,答案為4OH--4e-=O2↑+2H2O。
②因為在電解過程中,離子濃度會迅速降低,采用脈沖電解,在斷電間隙時間內(nèi),可以讓陰、陽離子充分的移動到陽極和陰極附近,離子濃度又會得到迅速恢復和補充,電極區(qū)相關離子濃度更大,有利于電解;答案為可以讓陰、陽離子充分的移動到陽極和陰極附近,電極區(qū)相關離子濃度更大,有利于電解。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】關于如圖的說法不正確的是( )
A. 1mol固態(tài)碘與化合生成2molHI氣體時,需要吸收5kJ的能量
B. 2molHI氣體分解生成1mol碘蒸氣與時需要吸收12kJ的能量
C. 1mol固態(tài)碘變?yōu)?/span>1mol碘蒸氣時需要吸收17kJ的能量
D. 碘蒸氣與生成HI氣體的反應是吸熱反應
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】實驗過程中,下列溶液的導電能力變化不大的是
A. 溶液中滴入溶液至過量
B. 醋酸溶液中滴入氨水至過量
C. 澄清石灰水中通入至過量
D. 溶液中加入適量的NaOH固體
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】常溫下,Ka1 (H2SO3)=1.5×10-2,Ka2=1.0×10-7,Kb (NH3·H2O) =1.76×10-5,設H2SO3溶液中c(總)=c()+c()+c(H2SO3)。室溫下將氨氣通入25.00 mL 0.1000 mol·L1H2SO3溶液中(忽略溶液體積變化),下列說法正確的是
A.溶液中始終存在:c()+c(H+ )=c()+c()+c(OH)
B.在NH4HSO3溶液中:c()>c()>c(NH3·H2O)>c(H2SO3)
C.pH=7的溶液:c()=2c()+c()
D.c()=2c(總)的溶液中:c(NH3·H2O)+c(OH)=c(H+ )+c()+2c(H2SO3)
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【題目】硫酸亞鐵銨(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O為淺綠色晶體,實驗室中以廢鐵屑為原料來制備,步驟如下:
步驟1:將鐵屑放入與鐵不反應的洗滌劑去除鐵表面的油污,分離出液體,洗凈鐵屑
步驟2:向處理過的鐵屑中加入過量的稀硫酸 溶液,在60℃左右使其反應到不再產(chǎn)生氣體,趁熱過濾,得FeSO4溶液。
步驟3:向所得FeSO4溶液中加入飽和(NH4)2SO4溶液,經(jīng)過“一系列操作”后得到硫酸亞鐵銨晶體。
請回答下列問題:
(1)在步驟1中的分離操作,所用到的玻璃儀器有____________________。(填儀器編號)
①漏斗 ②分液漏斗 ③燒杯 ④廣口瓶 ⑤鐵架臺 ⑥玻璃棒 ⑦酒精燈
(2)為確認晶體中Fe2+在制備過程中沒有被氧化,請你設計簡單的實驗方案進行驗證(寫出簡單的實驗過程、實驗現(xiàn)象及結(jié)論)_______________________________________
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【題目】t℃時,A的溶解度是Sg·100g-1,其飽和溶液密度為dg·cm-3、物質(zhì)的量濃度為cmol·L-1。溶液的質(zhì)量分數(shù)為w,A的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,實驗測得向一定量含A的溶液中加入mg無水A或蒸發(fā)掉ng水后恢復到t℃,均為飽和溶液,下列關系式正確的是( )
A.S=
B.c=
C.S=
D.c%=100%
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【題目】一定條件下,下列反應中水蒸氣含量隨反應時間的變化趨勢符合題圖10 的是
A. CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g);△H<0
B. CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g);△H>0
C. CH3CH2OH (g)CH2=CH2(g)+H2O(g);△H>0
D. 2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)2 C6H5CH=CH2(g)+2H2O(g);△H<0
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【題目】向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某濃度的稀HNO3500 mL,反應過程中產(chǎn)生的氣體只有NO。固體完全溶解后,在所得溶液(金屬陽離子只有Cu2+)中加入1 L 1 mol·L-1的NaOH溶液使金屬離子恰好完全沉淀,此時溶液呈中性,所得沉淀質(zhì)量為39.2 g。
(1)Cu與稀HNO3反應的離子方程式為__。
(2)Cu與Cu2O 的物質(zhì)的量之比為__。
(3)HNO3的物質(zhì)的量濃度為__mol·L-1。
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【題目】某蓄電池放電、充電時的反應為:Fe+Ni2O3+3H2OFe(OH)2+2Ni(OH)2 下列推斷中正確的是( )
放電時,F(xiàn)e為正極,Ni2O3為負極
②充電時,陰極上的電極反應式是:Fe(OH)2+2e-===Fe+2OH-
③充電時,Ni(OH)2為陽極
④該蓄電池的電極必須是浸在某種堿性電解質(zhì)溶液中
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
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