(13分)工业上从废铅酸电池的铅膏回收铅的过程中,可用碳酸盐溶液与铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应:PbSO4(s)+CO32—(aq)PbCO3(s)+SO42—(aq)。某课题组用PbSO4为原料模拟该过程,探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。
(1)上述反应的平衡常数表达式:K=________。
(2)室温时,向两份相同的样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化,在________溶液中PbSO4转化率较大,理由是________。
(3)查阅文献:上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2],它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:全部为PbCO3;
假设二:________;
假设三:________。
(4)为验证假设一是否成立,课题组进行如下研究。
①定性研究:请你完成下表中内容。
实验步骤(不要求写出具体操作过程) | 预期的实验现象和结论 |
取一定量样品充分干燥,…… |
②定量研究:取26.7mg的干燥样品,加热,测的固体质量随温度的变化关系如下图。某同学由图中信息得出结论:假设一不成立。你是否同意该同学的结论,并简述理由:________
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高三化学实验题中等难度题
(13分)工业上从废铅酸电池的铅膏回收铅的过程中,可用碳酸盐溶液与铅膏(主要成分为PbSO4)发生反应:PbSO4(s)+CO32—(aq)PbCO3(s)+SO42—(aq)。某课题组用PbSO4为原料模拟该过程,探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。
(1)上述反应的平衡常数表达式:K=________。
(2)室温时,向两份相同的样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化,在________溶液中PbSO4转化率较大,理由是________。
(3)查阅文献:上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2],它和PbCO3受热都易分解生成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO4)的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:全部为PbCO3;
假设二:________;
假设三:________。
(4)为验证假设一是否成立,课题组进行如下研究。
①定性研究:请你完成下表中内容。
实验步骤(不要求写出具体操作过程) | 预期的实验现象和结论 |
取一定量样品充分干燥,…… |
②定量研究:取26.7mg的干燥样品,加热,测的固体质量随温度的变化关系如下图。某同学由图中信息得出结论:假设一不成立。你是否同意该同学的结论,并简述理由:________
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实验步骤(不要求写出具体操作过程) | 预期的实验现象和结论 |
取一定量样品充分干燥,… | ______ |
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工业从废铅酸蓄电池的渣泥(主要成分为PbSO4、PbO2)回收铅。RSR 工艺的主要流程如下:
(1)铅酸蓄电池放电时总反应为:
Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) = 2PbSO4(s) + 2H2O(l)
正极反应:PbO2(s) + SO42-(aq) + 4H+(aq) + 2e- = PbSO4(s) + 2H2O(l)
负极反应:________。
(2)向渣泥中加入Na2CO3溶液将PbSO4转化为更难溶的PbCO3。
①用化学平衡移动原理解释其原因:________。
②工业上常用NaHCO3溶液代替Na2CO3溶液,将PbSO4转化为PbCO3。PbSO4与NaHCO3溶液或Na2CO3溶液不同物质的量比时,PbSO4的转化率见下表。
Ⅰ | n(PbSO4)∶ n(NaHCO3) | 1∶1.5 | 1∶2 | 1∶3 |
PbSO4转化率/% | 95.5 | 96.9 | 97.8 | |
Ⅱ | n(PbSO4)∶ n(Na2CO3) | 1∶1.5 | 1∶2 | 1∶3 |
PbSO4转化率/% | 98 | 98 | 98 |
依据上表数据,物质的量比相同时,Ⅱ中PbSO4的转化率比Ⅰ中的略大,原因是________。
③上述反应除生成PbCO3外,还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2],二者受热都易分解生成PbO。通过实验确定产物中含有2PbCO3·Pb(OH)2,则该实验操作及现象是________;通过定量实验确定产物中2PbCO3·Pb(OH)2的含量,则需测定的数据是________。
(3)渣泥中加入Na2SO3溶液,利用其性质是________。
(4)H2SiF4溶液溶解PbCO3的化学方程式是________。
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工业从废铅酸蓄电池的渣泥(主要成分为PbSO4、PbO2)回收铅。RSR 工艺的主要流程如下:
(1)铅酸蓄电池放电时总反应为:
Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) = 2PbSO4(s) + 2H2O(l)
正极反应:PbO2(s) + SO42-(aq) + 4H+(aq) + 2e- = PbSO4(s) + 2H2O(l)
负极反应:________。
(2)向渣泥中加入Na2CO3溶液将PbSO4转化为更难溶的PbCO3。
①用化学平衡移动原理解释其原因:________。
②工业上常用NaHCO3溶液代替Na2CO3溶液,将PbSO4转化为PbCO3。PbSO4与NaHCO3溶液或Na2CO3溶液不同物质的量比时,PbSO4的转化率见下表。
Ⅰ | n(PbSO4)∶ n(NaHCO3) | 1∶1.5 | 1∶2 | 1∶3 |
PbSO4转化率/% | 95.5 | 96.9 | 97.8 | |
Ⅱ | n(PbSO4)∶ n(Na2CO3) | 1∶1.5 | 1∶2 | 1∶3 |
PbSO4转化率/% | 98 | 98 | 98 |
依据上表数据,物质的量比相同时,Ⅱ中PbSO4的转化率比Ⅰ中的略大,原因是________。
③上述反应除生成PbCO3外,还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2],二者受热都易分解生成PbO。通过实验确定产物中含有2PbCO3·Pb(OH)2,则该实验操作及现象是________;通过定量实验确定产物中2PbCO3·Pb(OH)2的含量,则需测定的数据是________。
(3)渣泥中加入Na2SO3溶液,利用其性质是________。
(4)H2SiF4溶液溶解PbCO3的化学方程式是________。
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四氧化三铅(Pb3O4,也可写作2PbO·PbO2)俗名“铅丹”或“红丹”,可用作防锈剂。工业上以废旧铅酸电池的铅膏(主要成分是PbSO4和PbO2)为原料制备Pb3O4的流程如下:
(1)“还原”时的化学方程式为__________。
(2)已知: Ksp[PbCO3]=1.5×10-13。 若使溶液中Pb2+的浓度小于1×10-5 mol/L,此时溶液中的c(CO32-)>_____mol/L。
(3)为测定某样品四氧化三铅含量,称取样品0.1200g,加入足量的6 mol/LHNO3充分溶解,过滤,得到含Pb2+的滤液和PbO2固体。将固体PbO2连同滤纸一并置于另一只锥形瓶中,加入足量的醋酸和醋酸钠混合溶液,再加入过量KI,使PbO2充分氧化I-,以淀粉溶液作指示剂,用0.01000mol/L Na2S2O3溶液滴定,终点时用去30.00mL。已知:I2+ 2 Na2S2O3 = Na2S4O6 + 2NaI。
①所加KI必须过量,原因是_____________________________。
②计算试样中Pb3O4的质量分数____________。(写出计算过程)
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
工业回收铅蓄电池中的铅,常用Na2CO3或NaHCO3溶液处理铅膏(主要成分PbSO4)获得PbCO3:PbSO4(s) + CO32—(aq) PbCO3(s) + SO42—(aq) K = 2.2×105。 经处理得到的PbCO3灼烧后获得PbO,PbO再经一步转变为Pb。下列说法正确的是
A. PbSO4的溶解度小于PbCO3
B. 处理PbSO4后,Na2CO3或NaHCO3溶液的pH升高
C. 若用等体积、等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液分别处理PbSO4,Na2CO3溶液中的PbSO4转化率较大
D. 整个过程涉及一个复分解反应和两个氧化还原反应
高三化学单选题困难题查看答案及解析
工业回收铅蓄电池中的铅,常用Na2CO3或NaHCO3溶液处理铅膏(主要成分PbSO4)获得PbCO3:PbSO4(s) + CO32—(aq) PbCO3(s) + SO42—(aq) K = 2.2×105。 经处理得到的PbCO3灼烧后获得PbO,PbO再经一步转变为Pb。下列说法正确的是
A. PbSO4的溶解度小于PbCO3
B. 处理PbSO4后,Na2CO3或NaHCO3溶液的pH升高
C. 若用等体积、等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液分别处理PbSO4,Na2CO3溶液中的PbSO4转化率较大
D. 整个过程涉及一个复分解反应和两个氧化还原反应
高三化学单选题困难题查看答案及解析
工业回收铅蓄电池中的铅,常用Na2CO3或NaHCO3溶液处理铅膏(主要成分PbSO4)获得PbCO3:PbSO4(s) + CO32—(aq) PbCO3(s) + SO42—(aq) K = 2.2×105。 经处理得到的PbCO3灼烧后获得PbO,PbO再经一步转变为Pb。下列说法正确的是
A. PbSO4的溶解度小于PbCO3
B. 处理PbSO4后,Na2CO3或NaHCO3溶液的pH升高
C. 若用等体积、等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液分别处理PbSO4,Na2CO3溶液中的PbSO4转化率较大
D. 整个过程涉及一个复分解反应和两个氧化还原反应
高三化学选择题困难题查看答案及解析
废铅蓄电池的回收中产生大量的铅膏,回收利用铅膏能有效减少铅污染,充分利用铅资源。
(1)铅膏制备PbO。铅膏经过预处理后(主要成分为PbSO4)加入Na2CO3溶液,使之转化为PbCO3,然后充分灼烧得到PbO。
①PbCO3分解产生aPbCO3•bPbO中间产物。PbCO3和PbSO4加热升温过程中固体的质量变化见图1。PbCO3在300 ℃时分解的产物为_____________。
②工业上用PbCO3热分解制备的PbO而不直接热分解PbSO4制备的PbO的原因是_____________。
(2)沉淀除铅。铅膏经过转化后得到含铅的Na2SO4废液,需要进一步除去废水中的铅。
①常温下,该废液中浓度为0.01 mol·L−1,则该废液中Pb2+浓度最大为_____________。[Ksp(PbSO4)=1.8×10−8]
②随温度升高和浓度增大废液中Pb2+浓度显著增大,所以工业通常采用向废液中加入Na2CO3、NaHCO3或NaOH等碱性沉淀剂产生Pb(OH)2沉淀除铅。废液随着pH的变化生成Pb(OH)2的质量如图2。向含铅废液中投放NaHCO3发生的离子方程式为_____________。在实际生产中采用NaHCO3或Na2CO3沉铅,不采用NaOH的原因是_____________。
(3)电化学除铅。利用脉冲电源(间歇性通入电流)电解法转化废液中的Pb2+实现铅资源化利用,可以提高除铅效率(除铅效率与Pb2+浓度有关),其原理示意图3。
①写出阳极的电极反应式:__________。
②采用脉冲电解比普通电源电解的优点是__________。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
实验操作 | 离子方程式 |
步骤1:取少量滤液于试管中,加入过量酸化的H2O2溶液,振荡. | ______ |
步骤2:将pH调到______,使Fe3+沉淀完全 | Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+ |
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