自然界中金属硫化物之间存在原电池反应。下图所示装置中电极Ⅰ为方铅矿(PbS),电极Ⅱ为含有方铅矿的硫铁矿,当有电解质溶液按如图所示方向流经该装置时,电流表指针偏转。若电极Ⅱ质量不断减少,a处溶液中加入KSCN溶液未出现红色,加入CuSO4溶液未出现黑色沉淀。下列有关说法中正确的是( )
A.工业上利用该原理富集铁
B.电极Ⅱ作正极
C.溶液流经该装置后pH增大
D.该装置负极的电极反应为FeS2—15e—+8H2O=Fe3++2SO42—+16H+
高三化学选择题中等难度题
自然界中金属硫化物之间存在原电池反应。下图所示装置中电极Ⅰ为方铅矿(PbS),电极Ⅱ为含有方铅矿的硫铁矿,当有电解质溶液按如图所示方向流经该装置时,电流表指针偏转。若电极Ⅱ质量不断减少,a处溶液中加入KSCN溶液未出现红色,加入CuSO4溶液未出现黑色沉淀。下列有关说法中正确的是( )
A.工业上利用该原理富集铁
B.电极Ⅱ作正极
C.溶液流经该装置后pH增大
D.该装置负极的电极反应为FeS2—15e—+8H2O=Fe3++2SO42—+16H+
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铅蓄电池有广泛的应用,由方铅矿(PbS)制备铅蓄电池电极材料(PbO2)的方法如下:
査阅资料:①PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq) △H>0
②Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式开始沉淀时的PH值分别为1.9、7.0
③不同温度和浓度的食盐溶液中PbCl2的溶解度(g • L-1):
20 | 40 | 60 | 100 | 180 | 260 | 300 | |
13 | 3 | 1 | 0 | 0 | 3 | 9 | 13 |
50 | 8 | 4 | 3 | 5 | 10 | 21 | 35 |
100 | 17 | 11 | 12 | 15 | 30 | 65 | 95 |
(1)步骤I中FeCl3溶液与PbS反应生成PbCl2和S的化学方程式为__________________;
加入盐酸控制pH小于1.0的原因是________。
⑵步骤II中浸泡溶解时采用95℃和饱和食盐水的目的分别是____________、_____________。
(3)步骤III中将滤液B蒸发浓缩后再用冰水浴的原因是___________(请用平衡移动原理解释)。
(4)步骤IV需用溶质质量分数为20%、密度为1.22 g·cm-3的硫酸溶液,现用溶质质量分数为98.3%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸配制,需用到的玻璃仪器有___________ (填相应的字母)。
A.烧杯 B.量筒 C.容量瓶 D.锥形瓶 E.玻璃棒 F.胶头滴管
(5)用铅蓄电池为电源,采用电解法分开处理含有Cr2O72-及含有NO2-的酸性废水(最终Cr2O72-转化为Cr(OH)3, NO2-转化为无毒物质),其装置如下图所示。
①左池中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式是__________________。
②当阴极区消耗2 mol NO2-时,右池减少的H+的物质的量为______________ mol。
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铅蓄电池有广泛的应用,由方铅矿(PbS)制备铅蓄电池电极材料(PbO2)的方法如下:
査阅资料:①PbCl2(s)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq) △H>0
②Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式开始沉淀时的PH值分别为1.9、7.0
③不同温度和浓度的食盐溶液中PbCl2的溶解度(g • L-1):
20 | 40 | 60 | 100 | 180 | 260 | 300 | |
13 | 3 | 1 | 0 | 0 | 3 | 9 | 13 |
50 | 8 | 4 | 3 | 5 | 10 | 21 | 35 |
100 | 17 | 11 | 12 | 15 | 30 | 65 | 95 |
(1)步骤I中FeCl3溶液与PbS反应生成PbCl2和S的化学方程式为__________________;
加入盐酸控制pH小于1.0的原因是________。
⑵步骤II中浸泡溶解时采用95℃和饱和食盐水的目的分别是____________、_____________。
(3)步骤III中将滤液B蒸发浓缩后再用冰水浴的原因是___________(请用平衡移动原理解释)。
(4)步骤IV需用溶质质量分数为20%、密度为1.22 g·cm-3的硫酸溶液,现用溶质质量分数为98.3%、密度为1.84 g·cm-3的浓硫酸配制,需用到的玻璃仪器有___________ (填相应的字母)。
A.烧杯 B.量筒 C.容量瓶 D.锥形瓶 E.玻璃棒 F.胶头滴管
(5)用铅蓄电池为电源,采用电解法分开处理含有Cr2O72-及含有NO2-的酸性废水(最终Cr2O72-转化为Cr(OH)3, NO2-转化为无毒物质),其装置如下图所示。
①左池中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式是__________________。
②当阴极区消耗2 mol NO2-时,右池减少的H+的物质的量为______________ mol。
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下图是用铅蓄电池为电源,模拟氯碱工业电解饱和食盐水的装置图(C、D均为石墨电极)。
已知:铅蓄电池在放电时发生下列电极反应
负极 Pb+-2e-===PbSO4
正极 PbO2+4H+++2e-===PbSO4+2H2O
(1)请写出电解饱和食盐水的化学方程式________。
(2)若在电解池中C极一侧滴2滴酚酞试液,电解一段时间后未呈红色,说明蓄电池的A极为________极。
(3)用铅蓄电池电解1 L饱和食盐水(食盐水足量、密度为1.15 g·cm-3)时,
①若收集到11.2 L(标准状况下)氯气,则至少转移电子________mol。
②若蓄电池消耗H2SO4 2 mol,则可收集到H2的体积(标准状况下)为________L。
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自然界各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤后变成CuSO4溶液,并向深部渗透时,遇到闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS),便慢慢地转变为铜蓝(CuS),下列有关该过程的解释及说法不合理的是
A.原生铜的硫化物具有还原性
B.常温时ZnS、PbS、CuS都难溶于水,CuSO4可溶于水
C.铜蓝的形成过程是: ZnS(S) + Cu2+ CuS(S) + Zn2+
D.硝酸型酸雨不利于铜蓝的形成: CuS + 2H+ = Cu2+ + H2S↑
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自然界各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤后变成CuSO4溶液,并向深部渗透时,遇到闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS),便慢慢地转变为铜蓝(CuS),下列有关该过程的解释及说法不合理的是
A.原生铜的硫化物具有还原性
B.常温时ZnS、PbS、CuS都难溶于水,CuSO4可溶于水
C.铜蓝的形成过程是:ZnS(s)+Cu2+CuS(s)+Zn2+
D.硝酸型酸雨不利于铜蓝的形成:CuS+2H+=Cu2++H2S↑
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方铅矿(PbS)与黄铁矿(FeS2)两矿法酸溶铅的示意图如下,下列说法错误的是( )
A.PbS上的电势比FeS2上的低
B.浸取液的pH随反应的进行逐渐增大
C.PbS表面发生的反应为PbS-2e-=Pb2++ S
D.FeS2表面发生的反应为FeS2+2e-=Fe2++ 2S2-
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(14分)目前机动车使用的电池品种不少,其中铅蓄电池的使用量最大。
I.铅蓄电池的电极材料分别是Pb和PbO2,电解质溶液为稀硫酸。铅蓄电池充放电的总反应方程式为:
PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O,
请根据上述情况判断:
(1)电池的负极材料是 。
(2)充电时,铅蓄电池阳极的电极反应式为 。
Ⅱ.铅蓄电池使用量的急速增加引起铅污染日益严重,工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的一种工艺流程如下:
请回答下列问题:
(3)为提高步骤①的化学反应速率,你认为可采取的措施是 (写一条即可)。
(4)写出步骤①中PbSO4转化为PbCO3反应的平衡常数表达式:K = 。
(5)步骤①中发生氧化还原反应的化学方程式为 。
(6)步骤③从母液可获得的副产品为 (写化学式)。
(7)已知:PbCO3在一定条件下可制得PbO,PbO通过进一步反应可制得Pb,写出一个由PbO生成Pb的化学方程式: 。
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方铅矿的主要成分为PbS,含铅可达86.6%。以方铅矿为原料制备铅蓄电池的电极材料PbO2的工艺流程如图所示:
(1)方铅矿焙烧后排出气体的主要成分是______(填化学式),可用于工业制备________。
(2)步骤②中焦炭的作用是________。
(3)“粗铅”的杂质主要有锌、铁、铜、银等。电解精炼时,________作阴极,阴极反应式为________,阳极泥的主要成分是________。
(4)步骤⑤中制备PbO2的离子方程式________。
(5)已知:常温下,Ksp(PbS)=8×10-28、Ka1(H2S)=1.3×10-7、Ka2(H2S)=7.1×10-15。常温下,向Pb(NO3)2溶液中通入H2S气体,发生反应的离子方程式是________;结合数据分析,该反应能否进行得基本完全?________(写出计算推理过程)。
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Ⅰ. 固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物作为
电解质介质,其工作原理如图所示。
(1)电极b的电极反应式是________
(2)假设外电路是电解硫酸铜溶液的装置。
若以C2H4为燃料气,工作一段时间后
燃料电池中消耗了标准状况下的2.24LC2H4,
则外电路阴极区的产物及其物质的量分别
是________ ________。
Ⅱ.下列试剂均可用于除去NaCl溶液中混有
的少量Na2S。
A. CaCl2 B.AgCl C.HCl
(1)最好的试剂是________(填写序号字母)。
写出加人该试剂时反应的离子方程式________。
(2)选用另外两种试剂实验时存在缺陷,简叙其主要缺陷:
________
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