Question

14．鉛蓄電池有廣泛的應(yīng)用，由方鉛礦（PbS）制備鉛蓄電池電極材料（PbO₂）的方法如圖1：

査閱資料：①PbCl₂（s）+2Cl^-（aq）?PbCl₄^2-（aq）△H＞0
②Fe³⁺、Pb²⁺以氫氧化物形式開始沉淀時(shí)的PH值分別為1.9、7.0
③不同溫度和濃度的食鹽溶液中PbCl₂的溶解度（g•L^-1）_：

NaCl濃度（g．L-1） 溫度（℃）	20	40	60	100	180	260	300
13	3	1	0	0	3	9	13
50	8	4	3	5	10	21	35
100	17	11	12	15	30	65	95

（1）步驟I中FeCl₃溶液與PbS反應(yīng)生成PbCl₂和S的化學(xué)方程式為PbS+2FeCl₃=PbCl₂+2FeCl₂+S；
加入鹽酸控制pH小于1.0的原因是抑制Fe³⁺的水解．
（2）步驟II中浸泡溶解時(shí)采用95℃和飽和食鹽水的目的分別是加快浸泡速率、增大PbCl₂在氯化鈉溶液中的溶解度．
（3）步驟III中將濾液B蒸發(fā)濃縮后再用冰水浴的原因是冰水浴使反應(yīng)PbCl₂（s）+2Cl^-（aq）?PbCl₄^2-（aq）平衡逆向移動(dòng)，使PbCl₄^2-不斷轉(zhuǎn)化為PbCl₂晶體而析出（請用平衡移動(dòng)原理解釋）．
（4）步驟IV需用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%、密度為1.22g•cm^-3的硫酸溶液，現(xiàn)用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%、密度為1.84g•cm^-3的濃硫酸配制，需用到的玻璃儀器有ABE（填相應(yīng)的字母）．
A．燒杯    B．量筒    C．容量瓶     D．錐形瓶     E．玻璃棒     F．膠頭滴管
（5）用鉛蓄電池為電源，采用電解法分開處理含有Cr₂O₇^2-及含有NO₂^-的酸性廢水（最終Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr（OH）₃，NO₂^-轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)），其裝置如圖2所示．
①左池中Cr₂O₇^2-轉(zhuǎn)化為Cr³⁺的離子方程式是6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O
②當(dāng)陰極區(qū)消耗2mol NO₂^-時(shí)，右池減少的H⁺的物質(zhì)的量為2 mol．

Answer 1

分析 方鉛礦（PbS）制備鉛蓄電池電極材料（PbO₂）：鹽酸調(diào)節(jié)pH，抑制Fe³⁺ 的水解，PbS溶解于FeCl₃溶液，反應(yīng)為：PbS+2FeCl₃=PbCl₂+2FeCl₂+S，混合物A含有PbCl₂、FeCl₂、S、FeCl₃、HCl，向其中加入飽和食鹽水95℃溶解并趁熱過濾，濾液B中有PbCl₄^2-，蒸發(fā)濃縮后再用冰水浴得到PbCl₂晶體，將晶體加入20%、密度為1.22g•cm^-3的硫酸溶液，得到PbSO₄，電解得到PbO₂．
（5）①在電解池中，左極為陽極是活潑金屬鐵電極時(shí)，則電極本身失去電子，即Fe-2e^-=Fe²⁺，重鉻酸根具有強(qiáng)氧化性，能將生成的亞鐵離子氧化為三價(jià)，據(jù)此書寫離子方程式；
②陰極的反應(yīng)為8H⁺+2NO₂^-+6e^-=N₂+H₂O，據(jù)此分析．

解答 解：（1）步驟I中FeCl₃溶液與PbS反應(yīng)生成PbCl₂和S的化學(xué)方程式為：PbS+2FeCl₃=PbCl₂+2FeCl₂+S；鐵離子易水解誒，加入鹽酸控制pH小于1.0可以抑制 Fe³⁺ 的水解；
故答案為：PbS+2FeCl₃=PbCl₂+2FeCl₂+S；抑制 Fe³⁺ 的水解；
（2）根據(jù)PbCl₂（s）+2Cl^-（aq）?PbCl₄^2-（aq）△H＞0，含有PbCl₂的混合物A浸泡溶解時(shí)采用95℃和飽和食鹽水可以加快浸泡速率增大PbCl₂在氯化鈉溶液中的溶解度；
故答案為：加快浸泡速率；增大PbCl₂在氯化鈉溶液中的溶解度；
（3）根據(jù)題意：存在PbCl₂（s）+2Cl^-（aq）?PbCl₄^2-（aq）△H＞0，用冰水浴使反應(yīng)PbCl₂（s）+2Cl^- （aq）?PbCl₄^2-（aq）平衡逆向移動(dòng)，使PbCl₄^2-不斷轉(zhuǎn)化為PbCl₂晶體而析出；
故答案為：冰水浴使反應(yīng)PbCl₂（s）+2Cl^- （aq）?PbCl₄^2-（aq）平衡逆向移動(dòng)，使PbCl₄^2-不斷轉(zhuǎn)化為PbCl₂晶體而析出；
（4）用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%、密度為1.84g•cm^-3的濃硫酸配制溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%、密度為1.22g•cm^-3的硫酸溶液，需要的儀器有量筒、燒杯、玻璃棒；
故答案為：ABE；
（5）①在電解池中，陽極是活潑金屬鐵電極時(shí)，則電極本身失去電子，即Fe-2e^-=Fe²⁺，重鉻酸根具有強(qiáng)氧化性，能將生成的亞鐵離子氧化為三價(jià)，即6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
故答案為：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺=6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O；
 ②陰極的反應(yīng)為8H⁺+2NO₂^-+6e^-=N₂+H₂O，當(dāng)陰極區(qū)消耗2mol NO₂^-時(shí)，轉(zhuǎn)移電子為6mol，減少8molH⁺，陽極Fe-2e^-=Fe²⁺，得到3molFe²⁺，6mol正電荷，故有6mol右池減少的6molH⁺轉(zhuǎn)移到右池，故右池減少的H⁺的物質(zhì)的量為2mol；
故答案為：2．

點(diǎn)評 本題考查混合物的分離和提純和原電池及電解池原理，為高考高頻點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析、推斷、知識運(yùn)用能力，明確流程圖中各個(gè)步驟發(fā)生的反應(yīng)、操作方法、存在的物質(zhì)等知識點(diǎn)即可解答，題目難度中等．