Question

(16分)硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。利用方铅矿精矿(PbS)直接制备硫酸铅粉末的流程如下：

已知：（ⅰ）PbCl2(s)+2Cl－(aq)PbCl42－ (aq)  △H＞0

（ⅱ）Ksp(PbSO4)＝1.08×10－8，Ksp(PbCl2)＝1.6×10－5

（ⅲ）Fe3＋、Pb2＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、7.04

（1）步骤Ⅰ中FeCl3溶液与PbS反应生成PbCl2和S的离子方程式为                      ，步骤Ⅰ中另一个反应是H2O2与FeCl2、盐酸反应生成FeCl3，实现FeCl3的重复利用，其离子方程式为           ，加入盐酸的另一个目的是为了控制pH在0.5～1.0，原因是                              。

（2）用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因                           。

（3）写出PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式                                   。

（4）滤液3是                。

（5）铅蓄电池的电解液是稀硫酸(22%~28%)，充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和Pb，铅蓄电池充电时阴极的电极反应式为                                。

Answer

（1）PbS＋2Fe3＋＋2Cl－＝PbCl2+2Fe2＋+S(3分)；2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O(3分)，

抑制Fe3＋、Pb2＋的水解（2分） （2）用冰水浴使反应PbCl2(s)＋2Cl－(aq)PbCl42－(aq)逆向移动(1分)，使PbCl42－不断转化为PbCl2晶体而析出。(1分，共2分)

（3）PbCl2(s)＋SO42－(aq)PbSO4(s) ＋2Cl－(aq) （2分） （4）盐酸（2分）

（5）PbSO4(s) ＋2e－＝Pb＋SO42－（2分）

【解析】

试题分析：（1）铁离子具有氧化性，能氧化硫离子生成单质S，因此FeCl3溶液与PbS反应生成PbCl2和S的离子方程式为PbS＋2Fe3＋＋2Cl－＝PbCl2+2Fe2＋+S；双氧水具有氧化性能氧化亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋＝2Fe3＋＋2H2O；由于铁离子、铅离子均易水解溶液显酸性，因此加入盐酸的另一目的是控制pH，抑制Fe3＋、Pb2＋的水解，防止产生氢氧化物沉淀。

（2）根据反应PbCl2(s)+2Cl－(aq)PbCl42－ (aq) △H＞0可知该反应是吸热反应，用冰水浴温度降低有利于使反应PbCl2(s)＋2Cl－(aq)PbCl42－(aq)逆向移动，使PbCl42－不断转化为PbCl2晶体而析出。

（3）硫酸铅的溶解度小于氯化铅，因此PbCl2晶体与硫酸根离子结合即转化为PbSO4沉淀，反应的离子方程式为PbCl2(s)＋SO42－(aq)PbSO4(s) ＋2Cl－(aq)。

（4）根据原子守恒，在生成硫酸铅的同时还有盐酸生成，所以滤液3是盐酸。

（5）铅蓄电池充电时阴极是硫酸铅得到电子转化为铅单质，则阴极的电极反应式为PbSO4(s) ＋2e－＝Pb＋SO42－。

考点：考查物质制备工艺流程图的分析与应用