根據(jù)題目要求,回答下列問題:
Ⅰ.以廢舊鉛蓄電池中的含鉛廢料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4)和H2SO4為原料,可以回收高純鉛的流程如圖(部分產(chǎn)物已略去):
已知:①鉛化合物的溶度積(25°C):Ksp(PbSO4)=2.5×10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14。
②PbSiF6和H2SiF6均為能溶于水的強電解質(zhì)。
③在過程i涉及了兩個反應(yīng):
a.2Fe2++PbO2+4H++SO42-═2Fe3++PbSO4+2H2O,
b.2Fe3++Pb+SO42-═Fe2++PbSO4。
(1)過程i中,加入的FeSO4起 催化催化作用。
(2)在室溫下,過程ii需要加入(NH4)2CO3溶液,發(fā)生:PbSO4(s)+CO32-?PbCO3(s)+SO42-,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=3.4×1053.4×105(保留兩位有效數(shù)字)。
(3)過程iii發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 PbCO3+2H+=Pb2++H2O+CO2↑PbCO3+2H+=Pb2++H2O+CO2↑。
Ⅱ.工業(yè)上用PbSiF6、H2SiF6混合溶液作電解液,用電解法實現(xiàn)粗鉛(主要雜質(zhì)為Cu、Ag、Fe、Zn)提純,裝置示意圖如圖。
(4)①陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為 Pb2++2e-=PbPb2++2e-=Pb。
②電解時產(chǎn)生的陽極泥的主要成分 Cu、AgCu、Ag(填元素符號)。
(5)為了保證析出鉛的光滑度和致密性,電解工作一段時間后需要補充Pb2+以保持溶液中c(Pb2+)的穩(wěn)定,同時需要調(diào)控好溶液中的c(H2SiF6)。
①電解工作一段時間后電解液中會混入 Fe2+、Zn2+Fe2+、Zn2+(填離子符號)而影響c(Pb2+)。
②c(H2SiF6)過高時造成鉛產(chǎn)率也會減小,原因可能是 H2SiF6為強電解質(zhì),c(H2SiF6)過高時,即氫離子濃度增大,H+優(yōu)先Pb2+放電H2SiF6為強電解質(zhì),c(H2SiF6)過高時,即氫離子濃度增大,H+優(yōu)先Pb2+放電。
【答案】催化;3.4×105;PbCO3+2H+=Pb2++H2O+CO2↑;Pb2++2e-=Pb;Cu、Ag;Fe2+、Zn2+;H2SiF6為強電解質(zhì),c(H2SiF6)過高時,即氫離子濃度增大,H+優(yōu)先Pb2+放電
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:4引用:1難度:0.3
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1.為了保護環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(Fe主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請回答下列問題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全被還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液 B.KCl溶液 C.KSCN 溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH到5.2,此時Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡,通入空氣引起溶液pH降低的原因是
(4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。
已知25℃,101kPa時:
4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H=-1648kJ/mol
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)═2FeCO3(s)△H=-1480kJ/mol
FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學方程式是
(5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
(6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%,將a kg質(zhì)量分數(shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其它雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計,按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:495引用:3難度:0.3 -
2.為了保護環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4,不考慮其他反應(yīng),請回答下列問題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液B.K3[Fe(CN)6]溶液C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是
(4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料,已知25℃,101kPa時:
4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H=-1 648kJ?mol-1
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393kJ?mol-1
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)═2FeCO3(s)△H=-1 480kJ?mol-1FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學方程式是
(5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時的總反應(yīng)為4Li+FeS2═Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
(6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將akg質(zhì)量分數(shù)為b%的硫酸加入ckg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:28引用:2難度:0.5 -
3.四氧化三錳用于電子工業(yè)生產(chǎn)軟磁鐵氧體,用作電子計算機中存儲信息的磁芯。以工業(yè)硫酸錳為原料(含有少量CaO、MgO、Ca(OH)2等物質(zhì))制備Mn3O4的工藝流程如圖:
已知:①氧化時鼓入空氣使溶液的電位迅速上升;
②四氧化三錳中錳的化合價與四氧化三鐵中鐵的化合價類似。
回答下列問題:
(1)為提高“溶解”效率,可采取的措施有
(2)濾渣的主要成分是
(3)氧化時,生成Mn3O4的離子方程式為
(4)向母液可加入
A.CaO
B.稀氫氧化鈉溶液
C.氫氧化鈣固體
D.(NH4)2CO3
(5)通過對上述“氧化”工藝進行數(shù)據(jù)收集及資料分析可知溶液電位與pH等關(guān)系如圖所示
氧化時N2H4?H2O的作用是
(6)四氧化三錳的其他制法:
①熱還原法:
在甲烷氣體存在下,將Mn2O3還原成Mn3O4的化學方程式為
②電解法:
利用電解原理,制備四氧化三錳裝置如圖所示。(電極材料均為惰性電極,<代表電子流向)
電源正極為發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:14引用:1難度:0.6
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