【題目】以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)為原料,制備粗鉛,實(shí)現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下圖所示:
已知:Ksp(PbSO4)=1.6×10-5,Ksp(PbCO3)=3.3×10-14.
(1)過程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4的化學(xué)方程式是__________。
(2)過程Ⅰ中,F(xiàn)e2+催化過程可表示為:
i:2Fe2++ PbO2+4H++SO42-2Fe3++PbSO4+2H2O
ii: ……
①寫出ii的離子方程式:________________。
②下列實(shí)驗(yàn)方案可證實(shí)上述催化過程。將實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。
a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液幾乎無色,再加入少量PbO2,溶液變紅。
b.___________。
(3)過程Ⅱ的目的是脫硫。若濾液2中c(SO42-)=1.6mol/L,c(CO32-)=0.1mol/L,則PbCO3中____(填“是”或“否”)混有PbSO4。
(4)鈉離子交換膜固相電解法是從含鉛廢料中提取鉛的一種新工藝,其裝置如圖所示。將含鉛廢料投入陰極室,含鉛廢料中的PbSO4與NaOH溶液發(fā) 生反應(yīng):PbSO4+3OH-=HPbO2-+SO42-+H2O。
①a與外接電源的________極相連。
②電解過程中,PbO2、PbO、HPbO2-在陰極放電,其中PbO2放電的電極反應(yīng)式為___________。
③與傳統(tǒng)無膜固相電解法相比,使用鈉離子交換膜可以 提高Pb元素的利用率,原因是________。
【答案】 Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 2Fe3++Pb+ SO42-= PbSO4+2Fe2+ 取a中紅色溶液少量,加入足量Pb,充分反應(yīng)后,紅色退去。 否 負(fù) PbO2 + 4e- + 2H2O = Pb + 4OH- 阻止HPbO2-進(jìn)入陽(yáng)極室被氧化
【解析】(1)根據(jù)題給化學(xué)工藝流程知,過程Ⅰ中,在催化下,Pb、PbO2和H2SO4反應(yīng)生成PbSO4和水,化學(xué)方程式為:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O;
(2)①催化劑通過參加反應(yīng),改變反應(yīng)歷程,降低反應(yīng)的活化能,加快化學(xué)反應(yīng)速率,而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)前后保持不變.根據(jù)題給信息知反應(yīng)i中Fe2+被PbO2氧化為Fe3+,則反應(yīng)ii中Fe3+被Pb還原為Fe2+,離子方程式為:2Fe3++Pb+SO42-═PbSO4+2Fe2+;
②a實(shí)驗(yàn)證明發(fā)生反應(yīng)i,則b實(shí)驗(yàn)需證明發(fā)生反應(yīng)ii,實(shí)驗(yàn)方案為:a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液幾乎無色,再加入少量PbO2,溶液變紅,亞鐵離子被氧化為鐵離子;b.取a中紅色溶液少量,溶液中存在平衡,F(xiàn)e3++3SCN-=Fe(SCN)3,加入過量Pb,和平衡狀態(tài)下鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子,平衡逆向進(jìn)行充分反應(yīng)后,紅色褪去;
(3)因?yàn)镵sp(PbSO4)=1.6×10-5,Ksp(PbCO3)=3.3×10-14,c(SO42-)=1.6molL-1,c(CO32-)=0.1molL-1,PbCO3中:c(Pb2+)==3.3×10-13,;PbSO4中:Q=c(Pb2+)×c(SO42-)=3.3×10-13×1.6=5.28×10-13<Ksp(PbSO4),說明PbSO4在母液中未飽和,即PbCO3中不混有PbSO4;
(4)①根據(jù)鈉離子向陰極移動(dòng)知,a為陰極,與電源負(fù)極相連;
②電解過程中,PbO2在陰極得電子,電極反應(yīng)式為PbO2+4e-+2H2O=Pb+4OH-;
③鈉離子交換膜只允許鈉離子通過,阻止HPbO2-進(jìn)入陽(yáng)極室被氧化,從而提高Pb元素的利用率。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)同分異構(gòu)體數(shù)目的敘述中,不正確的是
A. 戊烷有3種同分異構(gòu)體
B. C8H10中只有3種屬于芳香烴的同分異構(gòu)體
C. 甲苯苯環(huán)上的一個(gè)氫原子被含3個(gè)碳原子的烷基取代,所得產(chǎn)物有6種
D. CH3CH2CH2CH3光照下與氯氣反應(yīng),只生成2種一氯代烴
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)于有機(jī)物的說法不正確的是
A. 用碳酸鈉溶液可一次性鑒別乙酸、苯和乙醇三種無色液體
B. 中所有原子可能共平面
C. 1 mol蘋果酸(HOOCCHOHCH2COOH)可與3mol NaHCO3發(fā)生反應(yīng)
D. —C3H7和—C2H5O各取代苯分子中的一個(gè)氫原子形成的二元取代物的同分異構(gòu)體有24種
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是( )
A. CO2與SO2 B. CH4與NH3 C. BeCl2與BF3 D. C2H2與C2H4
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】A、B、C、D、E是前四周期原子序數(shù)依次增大的五種元素。A元素原子的核外電子數(shù)等于其電子層數(shù),B元素基態(tài)原子有三個(gè)能級(jí)且各能級(jí)電子數(shù)相同, A與D可形成兩種常見液態(tài)化合物G、H,其原子數(shù)之比分別為1:1和2:1。E元素原子的K、L層電子數(shù)之和等于其M、N層電子數(shù)之和。請(qǐng)回答下列各題(涉及元素請(qǐng)用相應(yīng)化學(xué)符號(hào)表示):
(1) B、C、D三種元素中電負(fù)性最大的元素其基態(tài)原子的電子排布圖為 。
(2)處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用 形象化描述。在B的基態(tài)原子中,核外存在 對(duì)自旋相反的電子。
(3)由E和D形成的晶胞如圖1所示,晶體中E2+周圍等距且最近的E2+有________個(gè);ED的焰色反應(yīng)為磚紅色,許多金屬或它們的化合物都可以發(fā)生焰色反應(yīng),其原因是 。E和B可形成的晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似(如圖2所示),但該晶體中含有的啞鈴形B22-的存在,使晶胞沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)。晶體中E2+的配位數(shù)為______。該化合物的電子式為 。
(4)用高能射線照射液態(tài)H時(shí),一個(gè)H分子能釋放出一個(gè)電子,同時(shí)產(chǎn)生一種陽(yáng)離子。
①釋放出來的電子可以被若干H分子形成的“網(wǎng)”捕獲,你認(rèn)為H分子間能形成“網(wǎng)”的原因是 。
②由H分子釋放出一個(gè)電子時(shí)產(chǎn)生的一種陽(yáng)離子具有較強(qiáng)的氧化性,試寫出該陽(yáng)離子與SO2的水溶液反應(yīng)的離子方程式 ;
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】3,5-二甲氧基苯酚是重要的有機(jī)合成中間體,可用于天然物質(zhì)白檸檬素的合成。一種以間苯三酚為原料的合成反應(yīng)如下:( )
物質(zhì) | 沸點(diǎn)/℃ | 熔點(diǎn)/℃ | 溶解性 |
甲醇 | 64. 7 | ﹣97.8 | 易溶于水 |
3,5-二甲氧基苯酚 | 172~175 | 33~36 | 易溶于甲醇、乙醚,微溶于水 |
下列說法正確的是( )
A. 分離出甲醇的操作是結(jié)晶 B. 間苯三酚與苯酚互為同系物
C. 上述合成反應(yīng)屬于取代反應(yīng) D. 洗滌時(shí)可以用飽和Na2CO3溶液除氯化氫
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列各組物質(zhì)中,化學(xué)鍵類型不同的是( )
A. NaCl和LiBr B. H2O和NH3 C. CaF2和CsCl D. CCl4和Na2S
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