Question

【題目】方鉛礦(主要成分是PbS，含少量ZnS、Fe、SiO2)是提煉鉛及其化合物的重要礦物，其工藝流程如下所示：

請回答下列問題：

(1)流程中“趁熱”過濾的原因是_____，濾渣的主要成分是____。

(2)該工藝流程中可循環利用的物質是_____。

(3)PbSO4與PbS在加熱條件下發生反應的化學方程式為_____。

(4)將PbO高溫焙燒可制得鉛丹(Pb3O4)，鉛丹中含有雜質PbO。PbO與Al2O3性質相似，可用氫氧化鈉溶液提純鉛丹，提純時發生反應的離子方程式為____。

(5)以石墨為電極，電解Pb(NO3)2溶液制備PbO2，電解過程中陽極的電極反應式為___；若電解過程中以鉛蓄電池為電源，當電解裝置中陽極增重23.9 g時(忽略副反應)，理論上蓄電池負極增重____g。

Answer 1

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

【解析】

方鉛礦（主要成分是PbS，含少量ZnS、Fe、SiO2），粉碎加鹽酸，其中PbS、ZnS與鹽酸反應生成氯化鉛、氯化鋅和硫化氫氣體，鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，SiO2不反應，將氫氣和硫化氫氣體回收，向濁液中通入足量的氯氣氧化亞鐵離子，并調節溶液的pH，沉淀鐵離子，為防止PbCl2結晶析出，趁熱過濾，將SiO2和Fe(OH)3與氯化鉛和氯化鋅分離，則濾渣為SiO2和Fe(OH)3，冰水冷卻濾液，PbCl2結晶析出，過濾，得到PbCl2晶體，向晶體加入適量的硫酸，生成硫酸鉛沉淀，過濾，將硫酸鉛沉淀與硫化鉛加熱反應制得鉛。

(1)由分析可知，為防止PbCl2結晶析出，需趁熱過濾；濾渣為SiO2和Fe(OH)3；

(2)流程中，反應消耗鹽酸，向PbCl2晶體加入適量的硫酸又生成鹽酸，可循環利用；

(3)PbSO4與PbS在加熱條件下發生氧化還原反應，生成Pb和二氧化硫，化學方程式為：PbS＋PbSO4===2Pb＋2SO2↑；

(4)PbO與Al2O3性質相似，與氫氧化鈉反應生成PbO22—和水，離子方程式為：PbO＋2OH－==PbO22—＋H2O；

(5)電解時，陽極上鉛離子失電子和水反應生成二氧化鉛，電極反應式為Pb2＋＋2H2O－2e－==PbO2＋4H＋；若電解過程中以鉛蓄電池為電源，當電解裝置中陽極增重23.9g時，說明陽極生成PbO2的質量為23.9g，則n(PbO2)==0.1mol，轉移電子為0.2mol，蓄電池的負極為Pb2e+SO42=PbSO4，轉移電子數為0.2mol，則負極增重為0.1mol×303g/mol0.1×207g/mol=9.6g。