Question

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)+2C1^-(aq)=PbCl₄^2-(aq)  △H>0

(ii)有关物质的Ksp和沉淀时的pH如下：

物质	Ksp	物质	开始沉淀时pH	完全沉淀时pH
PbSO4	1.0×10^-8	Fe(OH)3	2.7	3.7
PbCl2	1.6×10^-5	Pb(OH)2	6	7.04

（1）步骤I反应加入盐酸后可以观察到淡黄色沉淀生成，请写出的离子方程式___________。

（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）在上述生产过程中可以循环利用的物质有______________。

（4）写出步骤Ⅲ中PbCl₂晶体转化为PbSO₄沉淀的离子方程式________________。

（5）铅的冶炼、加工会使水体中重金属铅的含量增大造成严重污染。某课题组制备了一种新型脱铅剂（用EH表示），能有效去除水中的痕量铅，脱铅过程中主要发生的反应为：2EH(s)+Pb²⁺E₂Pb(s)+2H⁺。则脱铅的最合适的pH范围为____（填编号）

A.4～5    B.6～7    C.9～10    D.11～12

（6）PbSO₄热激活电池可用作火箭、导弹的工作电源。基本结构如图所示，其中作为电解质的无水LiCl-KC1混合物受热熔融后，电池即可瞬间输出电能。该电池总反应为PbSO₄+2LiCl+Ca=CaCl₂+Li₂SO₄+Pb。

①放电过程中，Li+向_______移动（填“负极”或“正极”）。

②负极反应式为_____________。

③电路中每转移0.2mol电子，理论上生成_________g Pb。

Answer

PbS+2Fe3++2Cl-=PbCl2↓+2Fe2++S↓ 冰水浴可以使吸热反戍PbCl2(s)十2Cl-(aq)PbCl4-(aq)逆向移动。PbCl4-不断转化为PbCl2晶体而析出 FeCl3和盐酸 PbCl2(s)+SO42-(aq) PbSO4(s) +2Cl-(aq) B 正极 Ca+2Cl--2e-=CaCl2 20.7

【解析】（1）本题考查氧化还原反应方程式的书写，淡黄色的沉淀是S，方铅矿中加入盐酸和FeCl3，FeCl3具有强氧化性，把－2价S氧化成S，且PbCl2属于难溶物，因此离子反应方程式为：PbS+2Fe3＋+2Cl－=PbCl2↓+2Fe2＋+S↓；（2）考查勒夏特列原理，产物中加入NaCl，发生PbCl2＋2Cl－PbCl42－，此反应是吸热反应，采用冰水浴，促使平衡向正反应方向进行，生成PbCl2；（3）考查对流程的分析，滤液2中加入H2O2，H2O2把Fe2＋氧化成Fe3＋，FeCl3可以循环使用，PbCl2中加入稀硫酸，发生PCl2＋H2SO4=PbSO4＋2HCl，盐酸可以循环使用；（4）考查沉淀的转化，PbCl2和PbSO4都难溶于水，且PbSO4比PbCl2更难溶，离子反应方程式为PbCl2(s)+SO42-(aq) PbSO4(s) +2Cl-(aq)；（5）根据反应方程式，Pb以Pb2＋形式参与反应，pH过小，平衡向逆反应方向进行，pH过大，以Pb(OH)2全部沉淀，因此pH控制在6～7之间，故选项B正确；（6）考查电极反应式的书写和原电池的工作原理，①根据原电池的工作原理，阳离子向正极移动，即Li＋向正极移动；②负极是失去电子，化合价升高的反应，Ca在负极上反应，电极反应式为Ca＋2Cl－－2e－=CaCl2；③PbSO4失去2mol电子转变成Pb，因此转移0.2mol电子生成Pb的质量为207×2/0.2g=20.7g。

点睛：本题学生易错的地方是氧化还原反应方程式的书写，氧化还原反应方程式书写是，注意找出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物，本题（1）出现淡黄色沉淀，即S，PbS中S显－2价，PbS作还原剂，加入FeCl3，Fe3＋具有强氧化性，能把－2价S氧化成S，Pb的化合价不变化，因此离子方程式为：PbS+2Fe3＋+2Cl－=PbCl2↓+2Fe2＋+S↓，另一个易错点是电极反应式的书写，电极反应式的书写，先判断出正负极，正极上得到电子，化合价降低，负极上失去电子，化合价升高，因此Ca在正极上反应，注意根据电池反应式，电极反应式是Ca＋2Cl－－2e－=CaCl2。