合理利用廢舊鉛蓄電池可緩解鉛資源短缺,同時(shí)減少污染。
Ⅰ.一種從廢舊鉛蓄電池的鉛膏中回收鉛的生產(chǎn)流程如圖(部分產(chǎn)物已略去)。
已知:①不同鉛化合物的溶度積(25℃):Ksp(PbSO4)=2.5×10-8,Ksp(PbCO3)=7.2×10-14;
②PbSiF6和H2SiF6均為能溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)。
(1)過(guò)程ⅰ中,物質(zhì)a表現(xiàn)還原還原(填“氧化”或“還原”)性。
(2)過(guò)程ⅱ需要加入(NH4)2CO3溶液,從化學(xué)平衡的角度解釋其作用原理:PbSO4在溶液中存在PbSO4(s)?Pb2+(aq)+SO42-(aq),加入(NH4)2CO3溶液,由于Ksp(PbCO3)<Ksp(PbSO4),CO32-+Pb2+=PbCO3↓,使c(Pb2+)減小,上述PbSO4的溶解平衡正向移動(dòng),PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3PbSO4在溶液中存在PbSO4(s)?Pb2+(aq)+SO42-(aq),加入(NH4)2CO3溶液,由于Ksp(PbCO3)<Ksp(PbSO4),CO32-+Pb2+=PbCO3↓,使c(Pb2+)減小,上述PbSO4的溶解平衡正向移動(dòng),PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3。
(3)過(guò)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(shí)現(xiàn)粗鉛(主要雜質(zhì)為Cu、Ag、Fe、Zn,雜質(zhì)總質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為4%)提純,裝置示意圖如圖。
(4)下列說(shuō)法正確的是bcbc(填字母序號(hào))。
a.陰極為粗鉛,純鉛在陽(yáng)極析出
b.電解產(chǎn)生的陽(yáng)極泥的主要成分為Cu和Ag
c.工作一段時(shí)間后,需要補(bǔ)充Pb2+以保持溶液中c(Pb2+)的穩(wěn)定
(5)鉛的電解精煉需要調(diào)控好電解液中的c(H2SiF6)。其他條件相同時(shí),測(cè)得槽電壓(槽電壓越小,對(duì)應(yīng)鉛產(chǎn)率越高)隨起始時(shí)溶液中c(H2SiF6)的變化趨勢(shì)如圖。由圖可推知,隨c(H2SiF6)增大,鉛產(chǎn)率先增大后減小,減小的原因可能是c(H2SiF6)增大,電解液中c(H+)增大,陰極發(fā)生副反應(yīng)2H++2e-=H2↑,影響Pb2+放電,使鉛產(chǎn)率減小,槽電壓增大c(H2SiF6)增大,電解液中c(H+)增大,陰極發(fā)生副反應(yīng)2H++2e-=H2↑,影響Pb2+放電,使鉛產(chǎn)率減小,槽電壓增大。
【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用.
【答案】還原;PbSO4在溶液中存在PbSO4(s)?Pb2+(aq)+SO42-(aq),加入(NH4)2CO3溶液,由于Ksp(PbCO3)<Ksp(PbSO4),CO32-+Pb2+=PbCO3↓,使c(Pb2+)減小,上述PbSO4的溶解平衡正向移動(dòng),PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3;PbCO3+2H+=Pb2++H2O+CO2↑;bc;c(H2SiF6)增大,電解液中c(H+)增大,陰極發(fā)生副反應(yīng)2H++2e-=H2↑,影響Pb2+放電,使鉛產(chǎn)率減小,槽電壓增大
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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(1)用足量(NH4)2SO4溶液和氨水“浸出”鋅焙砂。
①“浸出”前,鋅焙砂預(yù)先粉碎的目的是
②通過(guò)“浸出”步驟,鋅焙砂中的ZnO轉(zhuǎn)化為[Zn(NH3)4]2+,該反應(yīng)的離子方程式為
(2)“浸出”時(shí)As2O3轉(zhuǎn)化為?!俺椤辈襟E①中用(NH4)2S2O8作氧化劑,步驟①反應(yīng)的離子方程式為AsO3-3
(3)“除重金屬”時(shí),加入BaS溶液。濾渣Ⅱ中含有的主要物質(zhì)是
(4)“蒸氨”時(shí)會(huì)出現(xiàn)白色固體ZnSO4?Zn(OH)2,運(yùn)用平衡移動(dòng)原理解釋原因:
(5)“沉鋅”步驟①中加入足量NH4HCO3溶液將白色固體轉(zhuǎn)化為ZnCO3的離子方程式為
(6)“煅燒”步驟中,不同溫度下,ZnCO3分解的失重曲線(xiàn)和產(chǎn)品ZnO的比表面積變化情況如圖1、圖2所示。
已知:?。腆w失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%。樣品起始質(zhì)量-剩余固體質(zhì)量樣品起始質(zhì)量
ⅱ.比表面積指單位質(zhì)量固體所具有的總面積;比表面積越大,產(chǎn)品ZnO的活性越高。
①280℃時(shí)煅燒ZnCO3,300min后固體失重質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.3%,則ZnCO3的分解率為
②根據(jù)圖1和圖2,獲得高產(chǎn)率(ZnCO3分解率>95%)、高活性(ZnO比表面積>40m2?g-1)產(chǎn)品ZnO的最佳條件是
a.恒溫280℃,60~120min
b.恒溫300℃,240~300min
c.恒溫350℃,240~300min
d.恒溫550℃,60~120min
(7)該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)有發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:80引用:5難度:0.5
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