Question

【题目】方铅矿(主要成分是PbS，含少量ZnS、Fe、SiO2)是提炼铅及其化合物的重要矿物，其工艺流程如下所示：

请回答下列问题：

(1)流程中“趁热”过滤的原因是_____，滤渣的主要成分是____。

(2)该工艺流程中可循环利用的物质是_____。

(3)PbSO4与PbS在加热条件下发生反应的化学方程式为_____。

(4)将PbO高温焙烧可制得铅丹(Pb3O4)，铅丹中含有杂质PbO。PbO与Al2O3性质相似，可用氢氧化钠溶液提纯铅丹，提纯时发生反应的离子方程式为____。

(5)以石墨为电极，电解Pb(NO3)2溶液制备PbO2，电解过程中阳极的电极反应式为___；若电解过程中以铅蓄电池为电源，当电解装置中阳极增重23.9 g时(忽略副反应)，理论上蓄电池负极增重____g。

Answer 1

【答案】防止PbCl2结晶析出 SiO2和Fe(OH)3 盐酸 PbS＋PbSO4===2Pb＋2SO2↑ PbO＋2OH－===PbO22—＋H2O Pb2＋＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋ 9.6

【解析】

方铅矿（主要成分是PbS，含少量ZnS、Fe、SiO2），粉碎加盐酸，其中PbS、ZnS与盐酸反应生成氯化铅、氯化锌和硫化氢气体，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，SiO2不反应，将氢气和硫化氢气体回收，向浊液中通入足量的氯气氧化亚铁离子，并调节溶液的pH，沉淀铁离子，为防止PbCl2结晶析出，趁热过滤，将SiO2和Fe(OH)3与氯化铅和氯化锌分离，则滤渣为SiO2和Fe(OH)3，冰水冷却滤液，PbCl2结晶析出，过滤，得到PbCl2晶体，向晶体加入适量的硫酸，生成硫酸铅沉淀，过滤，将硫酸铅沉淀与硫化铅加热反应制得铅。

(1)由分析可知，为防止PbCl2结晶析出，需趁热过滤；滤渣为SiO2和Fe(OH)3；

(2)流程中，反应消耗盐酸，向PbCl2晶体加入适量的硫酸又生成盐酸，可循环利用；

(3)PbSO4与PbS在加热条件下发生氧化还原反应，生成Pb和二氧化硫，化学方程式为：PbS＋PbSO4===2Pb＋2SO2↑；

(4)PbO与Al2O3性质相似，与氢氧化钠反应生成PbO22—和水，离子方程式为：PbO＋2OH－==PbO22—＋H2O；

(5)电解时，阳极上铅离子失电子和水反应生成二氧化铅，电极反应式为Pb2＋＋2H2O－2e－==PbO2＋4H＋；若电解过程中以铅蓄电池为电源，当电解装置中阳极增重23.9g时，说明阳极生成PbO2的质量为23.9g，则n(PbO2)==0.1mol，转移电子为0.2mol，蓄电池的负极为Pb2e+SO42=PbSO4，转移电子数为0.2mol，则负极增重为0.1mol×303g/mol0.1×207g/mol=9.6g。