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廢舊鉛蓄電池的鉛膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb,還有少量BaSO4、Fe2O3、Al2O3等。為了保護(hù)環(huán)境、充分利用鉛資源,通過如圖流程實(shí)現(xiàn)鉛的回收。
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已知:i.一些難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)如表:
難溶電解質(zhì) PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 2.5×10-8 7.4×10-14 1.1×10-10 2.6×10-9
ii.濃度為0.1mol?L-1的一些金屬離子生成氫氧化物沉淀時(shí)的pH如表:
金屬氫氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2
開始沉淀的 1.5 6.3 3.3 7.1
完全沉淀的pH 2.8 8.3 4.6 9.1
回答下列問題:
(1)在“脫硫”中,PbSO4發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式為
PbSO4(s)+CO32-(aq)?PbCO3(s)+SO42-(aq)
PbSO4(s)+CO32-(aq)?PbCO3(s)+SO42-(aq)

(2)在“脫硫”中,加入Na2CO3不易使鉛膏中的BaSO4發(fā)生轉(zhuǎn)化,原因是
應(yīng)BaSO4(s)+CO32-(aq)?BaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常數(shù)K=
c
S
O
4
2
-
c
C
O
3
2
-
=
K
sp
B
a
S
O
4
K
sp
B
a
C
O
3
=
1
.
1
×
1
0
-
11
2
.
6
×
1
0
-
9
≈0.04<105,說明該反應(yīng)正向進(jìn)行的程度有限,因此加入碳酸鈉不能使鉛膏中的BaSO4完全轉(zhuǎn)化
應(yīng)BaSO4(s)+CO32-(aq)?BaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常數(shù)K=
c
S
O
4
2
-
c
C
O
3
2
-
=
K
sp
B
a
S
O
4
K
sp
B
a
C
O
3
=
1
.
1
×
1
0
-
11
2
.
6
×
1
0
-
9
≈0.04<105,說明該反應(yīng)正向進(jìn)行的程度有限,因此加入碳酸鈉不能使鉛膏中的BaSO4完全轉(zhuǎn)化
。若要有BaCO3生成,溶液中的
c
C
O
2
-
3
c
S
O
2
-
4
至少大于
23.6
23.6
。
(3)在“酸浸”中,除加入CH3COOH,還要加入H2O2
①H2O2除了能將Fe(Ⅱ)轉(zhuǎn)化為Fe(Ⅲ),還能促進(jìn)金屬Pb在醋酸中轉(zhuǎn)化為(CH3COO)2Pb。寫出H2O2使Pb轉(zhuǎn)化為(CH3COO)2Pb的化學(xué)方程式
Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O
Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O

②H2O2也能使PbO2轉(zhuǎn)化為(CH3COO)2Pb。其中H2O2的作用是
作還原劑
作還原劑

③“酸浸”時(shí),為了加快反應(yīng)速率,可適當(dāng)加熱。但溫度不宜過高,原因可能是
過氧化氫不穩(wěn)定,溫度過高會(huì)大量分解、溫度較高促進(jìn)(CH3COO)2Pb水解
過氧化氫不穩(wěn)定,溫度過高會(huì)大量分解、溫度較高促進(jìn)(CH3COO)2Pb水解
(寫出2條)。
(4)“酸浸”后調(diào)節(jié)溶液的pH約為4.9,則濾渣的主要成分是
Fe(OH)3、Al(OH)3
Fe(OH)3、Al(OH)3

(5)“沉鉛”時(shí),產(chǎn)生沉淀后的pH低于7.1,原因是:沉淀生成后c(Pb2+
0.1mol?L-1(填“>”、“=”或“<”)。

【答案】PbSO4(s)+CO32-(aq)?PbCO3(s)+SO42-(aq);應(yīng)BaSO4(s)+CO32-(aq)?BaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常數(shù)K=
c
S
O
4
2
-
c
C
O
3
2
-
=
K
sp
B
a
S
O
4
K
sp
B
a
C
O
3
=
1
.
1
×
1
0
-
11
2
.
6
×
1
0
-
9
≈0.04<105,說明該反應(yīng)正向進(jìn)行的程度有限,因此加入碳酸鈉不能使鉛膏中的BaSO4完全轉(zhuǎn)化;23.6;Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O;作還原劑;過氧化氫不穩(wěn)定,溫度過高會(huì)大量分解、溫度較高促進(jìn)(CH3COO)2Pb水解;Fe(OH)3、Al(OH)3;>
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:54引用:1難度:0.3
相似題
  • 1.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡(jiǎn)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)。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO43+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請(qǐng)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(yàn)第Ⅱ步中Fe3+是否完全被還原,應(yīng)選擇
     
    (填字母編號(hào))。
    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(shí)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(shí):
    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(xué)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(shí)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?jǐn)?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(jì),按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3
     
    kg。

    發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:495引用:3難度:0.3
  • 2.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡(jiǎn)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)。
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    活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為FeS2+7Fe2(SO43+8H2O═15FeSO4+8H2SO4,不考慮其他反應(yīng),請(qǐng)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(yàn)第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
     
    (填字母編號(hào))。
    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(shí)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(shí):
    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(xué)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(shí)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?jǐn)?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(jì)。按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3
     
    kg.(不需計(jì)算,寫出表達(dá)式即可)

    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(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)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:
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    已知:①氧化時(shí)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(jià)與四氧化三鐵中鐵的化合價(jià)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(shí),生成Mn3O4的離子方程式為
     
    產(chǎn)生氨氣以回收利用。
    (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.(NH42CO3
    (5)通過對(duì)上述“氧化”工藝進(jìn)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
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    氧化時(shí)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(xué)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)
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    電源正極為
     
     (填“a”或“b”),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為
     

    發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:14引用:1難度:0.6
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