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硫酸铅可用于铅蓄电池、纤维增重剂、涂料分析试剂。工业上通常用方铅矿(主要成分为PbS)生产硫酸铅。工艺流程如下:

已知:

①25℃,Ksp(PbS)=1.0×10-28,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5

②PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq)    △H>0

③Fe3+以氢氧化物形式开始沉淀时的pH值为1.9

(1)由于Ksp(PbS)﹤Ksp(PbCl2),PbS+2HClPbCl2+H2S的反应程度很小,加入FeCl3能增大反应程度,原因是____________________;步骤①反应过程中可观察到有淡黄色固体生成,总反应的离子方程式为_____________________;该步骤需控制溶液的pH<1.9,主要目的是_______________________。

(2)步骤②中饱和食盐水的作用是_________________________。

(3)步骤③中滤液A经过蒸发浓缩、用冰水浴冷却结晶后,还需进行的操作是__________(填操作名称)。

(4)步骤④中,若加入稀硫酸充分反应后所得悬浊液中c(Cl-)=1.0 mol·L-1,则c(SO42-)=________[Ksp(PbSO4)=1.6×10-8]。步骤⑤中滤液B用适量试剂X处理后可循环利用,试剂X应选用下列中的_____(填标号)。

a.HNO3     b.Cl2   c.H2O2    d.铁粉

(5)炼铅和用铅都会使水体因重金属铅的含量增大而造成严重污染。水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、Pb(OH)3-、Pb(OH)42-。各形态的铅浓度分数x与溶液pH变化的关系如图所示:

①探究Pb2+的性质:向含Pb2+的溶液中逐滴滴加NaOH溶液后先变浑浊,继续滴加NaOH溶液又变澄清,pH为13~14时,溶液中发生的主要反应的离子方程式为__________________。

②除去溶液中的Pb2+:科研小组用一种新型试剂(DH)“捕捉”金属离子,从而去除水中的痕量铅和其他杂质离子,实验结果记录如下:

离子

Pb2+

Ca2+

Fe3+

Mn2+

处理前浓度/(mg·L-l)

0.100

29.8

0.12

0.087

处理后浓度/(mg· L-1)

0.004

22.6

0.04

0.053

若新型试剂(DH)在脱铅过程中主要发生的反应为:2DH(s)+Pb2+(aq)D2Pb(s)+2H+(aq),则脱铅时最合适的pH约为_____________。该实验中铅的脱除率为_________________。

高三化学综合题困难题

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