当前位置:首页>文档>微专题17金属及其化合物制备流程(Pb)-备战2022年高考化学考点微专题(解析版)_05高考化学_新高考复习资料_2022年新高考资料_备战2022年高考化学考点微专题

微专题17金属及其化合物制备流程(Pb)-备战2022年高考化学考点微专题(解析版)_05高考化学_新高考复习资料_2022年新高考资料_备战2022年高考化学考点微专题

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微专题17金属及其化合物制备流程(Pb)-备战2022年高考化学考点微专题(解析版)_05高考化学_新高考复习资料_2022年新高考资料_备战2022年高考化学考点微专题
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微专题17 金属及其化合物制备流程(Pb) 一、物质概况: 铅为化学元素,其化学符号是Pb(拉丁文Plumbum;英文lead),原子序数为82,是原子量 最大的非放射性元素。 铅是柔软和延展性强的弱金属,有毒,也是重金属。铅原本的颜色为青白色,在空气中 表面很快被一层暗灰色的氧化物覆盖。可用于建筑、铅酸蓄电池、弹头、炮弹、焊接物 料、钓鱼用具、渔业用具、防辐射物料、奖杯和部份合金,例如电子焊接用的铅锡合金。 铅是一种金属元素,可用作耐硫酸腐蚀、防电离辐射、蓄电池等的材料。其合金可作铅 字、轴承、电缆包皮等之用,还可做体育运动器材铅球。 二、物理性质: 铅是银白色的金属(与锡比较,铅略带一点浅蓝色),十分柔软,用指甲便能在它的表面划 出痕迹。用铅在纸上一划,会留下一条黑道道。在古代,人们曾用铅作笔。"铅笔"这名字, 便是从这儿来的。铅很重,一立方米的铅重达11.3吨,古代欧洲的炼金家们便用旋转迟 缓的土星来表示它,写作"h"。铅球那么沉,便是用铅做的。子弹的弹头也常灌有铅,因 为如果太轻,在前进时受风力影响会改变方向。铅的熔点也很低,为327℃,放在煤球炉 里,也会熔化成铅水。 三、化学性质: 铅很容易生锈--氧化。铅经常是呈灰色的,就是由于它在空气中,很易被空气中的氧气氧 化成灰黑色的氧化铅,使它的银白色的光泽渐渐变得暗淡无光。不过,这层氧化铅形成 一层致密的薄膜,防止内部的铅进一步被氧化。也正因为这样,再加上铅的化学性质又 比较稳定,因此铅不易被腐蚀。在化工厂里,常用铅来制造管道和反应罐。著名的制造 硫酸的铅室法,便是因为在铅制的反应器中进行化学反应而得名的. 工业制备 第一种:火法炼铅 目前世界上炼铅以火法炼铅为主,火法炼铅一般包括原料准备(配料、制粒、烧结焙烧)、 还原熔炼制取粗铅和粗铅精炼三大工序。烟气制酸、烟尘综合回收以及从阳极泥回收金 银等贵金属也是火法炼铅工艺的重要组成部分。铅精烧结焙烧有两个目的:一是将原料中的硫氧化除去,并以SO 形式送去制硫酸;二是使 2 部分伴生金属氧化并与SiO 等脉石成分生成MeO.SiO 低熔点液相,使细粉状铅精矿粘结 2 2 成多孔硬块,以利还原熔炼。 (1)备料 进入烧结工序的物料包括铅精矿、石英熔剂、烧结返料,三者的配比为 30:10:60。铅精矿一般含有(%):Pb 50-60、Zn 4-6、Cu 0.2、S15-25、Fe 14、SiO 1-2。此外, 2 还伴生有Ag、Bi、Cd、In等有价金属。配好的物料,经过混合和制粒,用布料机均匀地 平铺在烧结机上进行烧结焙烧。 (2)烧结 现代烧结作业均采用带式烧结机,面积为60- 70m3。工作时,铺满炉料的烧结机在传动机械带动下向前移动,经过点火装置处炉料被 火焰点燃,并在强制通过料层吸入(或鼓出)的大量窑中氧的作用下,料层温度迅速上升到 1073-1173K,炉料中发生了一系列的烧结反应。 炉料中主要铅矿物PbS与O 反应生成PbO和SO : 2 2 3PbS+5O====2PbO+PbSO +2SO 2 4 2 3PbSO +PbS====4PbO+4SO 4 2 还有少量金属铅生成: PbS+PbSO ====2Pb+2SO 4 2 在炉料中含量较高的黄铁矿(FeS )发生分解并进一步氧化成FeO, Fe O 和SO ,进而与 2 2 3 2 SiO, PbO化合,生成为硅酸盐(2FeO.SiO 、xPbO.SiO)和亚铁酸盐(xPbO.yFe O)。 2 2 2 2 3 影响烧结焙烧效果的因素有:①炉料配比与化学成分;②炉料水分;③炉料粒度;④料层厚度; ⑤点火温度;⑥小车运行速度;⑦吸风风量与鼓风压力、风量;⑧烟气SO 浓度等。 2 第二种:电解精炼 电解精炼。用硅氟酸和硅氟酸铅做电解液,粗铅做阳极,纯铅做阴极 ,可得纯铅 。耐 腐蚀 ,可用作水管 。铅、锑 、锡的合金熔点低(约240℃) ,凝固时膨胀,可作印刷铅 字 。铅玻璃用作X射线防护屏 。大量铅用于生产汽油抗爆剂四乙铅和蓄电池的极板。 铅电解精炼现在一般采用是1901年的柏兹所提出的,将粗铅或经过火法初步精炼的半精 炼铅,在硅氟酸与硅氟酸铅的水溶液中进行电解的过程。其目的是为了获得高品位的铅 并回收銤及稀贵金属。*最后附铅的各种化合物 【专题精练】 1.铅精矿的主要成分为PbS,现用下列两种方法从铅精矿中冶炼金属铅。 I.火法炼铅将铅精矿在空气中焙烧,生成PbO和SO 。 2 (1) 用铅精矿火法炼铅的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________。 (2) 火法炼铅的废气中含低浓度SO ,可将废气通入过量氨水中进行处理,反应的离子方 2 程式为:__________。 II.湿法炼铅在制备金属铅的同时,还可制得硫磺,相对于火法炼铅更为环保。湿法炼铅的 工艺流程如下: 已知:PbCl 在水中溶解度小,在Cl-浓度较大的溶液中,存在平衡:PbCl (s) + 2Cl- 2 2 (aq)⇌PbCl 2-(aq) ∆H>0 4(3) 浸取铅精矿时发生反应的离子方程式是________。 (4) 由滤液1中析出 PbCl 的操作a是_______。 2 (5) 将溶液3和滤液2分别置于如图所示电解装置的两个极室中,可制取金属铅并使浸取 液中的FeCl 再生。 3 ①溶液3应置于______(填“阴极室”或“阳极室”)中。 ②简述滤液2电解后再生为FeCl 的可能原理:_________ 3 ③若铅精矿的质量为a g,铅浸出率为b ,当电解池中通过c mol电子时,金属铅全部析 出,铅精矿中PbS的质量分数的计算式为____________ 【答案】(1)3:2 (2) SO +2NH.H O= SO 2-+2NH++ H O (3) PbS+2Fe3++4Cl-= PbCl 2-+ 2 3 2 3 4 2 4 2Fe2++S↓ (4) 降低温度,加水稀释 (5) ① 阴极室 ② 阳极室中Fe2+-2e-= Fe3+,阴极 室的Cl-定向移动到阳极室,实现FeCl 的再生 ③ 3 【分析】 (1)硫化铅在空气中焙烧生成PbO和SO ,书写氧化还原反应方程式,然后进行分析; 2 (2)SO 为酸性气体,氨水显碱性,反应生成(NH )SO ; 2 4 2 3 (3)根据流程,PbS中S转化成S单质,利用了Fe3+的氧化性,根据信息,书写出离子方 程式; (4)PbCl 在水中溶解度小,在Cl-浓度较大的溶液中,存在:PbCl (s) + 2Cl-(aq)⇌PbCl 2- 2 2 4 (aq) ∆H>0,获得PbCl ,让平衡向逆反应方向进行; 2 (5)①根据流程获得Pb,Pb元素的化合价降低,根据电解原理,应将溶液3置于阴极室; ②根据流程,滤液2中含有Fe2+,获得FeCl ,化合价升高,需要将滤液2放入阳极室; 3③根据Pb元素守恒进行分析和计算; 【解析】 (1)反应方程式为2PbS + 3O = 2PbO+2SO ,S元素的化合价升高,Pb元素的化合价不变, 2 2 即PbS为还原剂,氧气为氧化剂,氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2; 答案:3:2; (2)由于氨水过量,反应生成正盐,离子方程式为:SO +2NH.H O= SO 2-+2NH++ H O; 2 3 2 3 4 2 答案:SO +2NH.H O= SO 2-+2NH++ H O; 2 3 2 3 4 2 (3)根据流程,滤渣1中含有硫单质,说明PbS中的S元素转化成S单质,化合价升高, Fe3+作氧化剂,根据信息,Pb元素以PbCl 2-,因此浸取发生离子方程式为PbS+2Fe3+ 4 +4Cl-= PbCl 2-+ 2Fe2++S↓; 4 答案:PbS+2Fe3++4Cl-= PbCl 2-+ 2Fe2++S↓; 4 (4)滤液1中铅元素存在的形式为PbCl 2-,由于PbCl (s) + 2Cl-(aq) PbCl 2-(aq) ∆H 4 2 4 >0,降低温度和加水稀释有利于平衡逆向移动; 答案为降低温度,加水稀释; (5)①溶液3和滤液2中的溶质分别含有PbCl 2-和FeCl ,电解中要实现FeCl 转变为 4 2 2 FeCl ,发生氧化反应,故滤液2处于阳极室,PbCl 2-转变为Pb,发生还原反应,溶液3 3 4 处于阴极室; 答案:阴极室; ②根据①分析,获得FeCl 再生,阳极室中Fe2+-2e-= Fe3+,阴极室的Cl-定向移动到阳 3 极室,实现FeCl 的再生; 3 答案:阳极室中Fe2+-2e-= Fe3+,阴极室的Cl-定向移动到阳极室,实现FeCl 的再生; 3 ③设铅精矿中PbS的质量分数为x,PbCl 2-获得2mole-生成Pb,电解池中通cmol电子时, 4 获得n(Pb)= mol,根据铅元素守恒,得出 = mol,计算出PbS的质量分数为; 答案: 。 2.工业上,利用冶铅废料(含有Pb、PbO、PbS、PbCO 、Pb(OH)、C以及Fe及其氧化物 3 2 等)制取立德粉(ZnS·BaSO )和再提取铅的工艺流程如下: 4 已知: ①醋酸铅易溶于水,难电离。 ②常温下,K (PbSO )=1.6×10-8;K (PbCO )=8.0×10-14。 sp 4 sp 3 回答下列问题: (1)为了加快①的反应速率,通常选用6mol/L的硝酸和60℃的反应条件,若温度继续升高, 反而不利于反应的进行,原因可能是___________。 (2)步骤④若在实验室进行分离操作必需的玻璃仪器有___________,滤渣1的主要成分是 硫酸铅,洗涤硫酸铅最好选用___________。 A.蒸馏水 B.苯 C.稀硫酸 D.饱和碳酸钠 (3)写出步骤③反应的离子方程式___________。 (4)采用电解法精炼铅,海绵铅连接电源的___________极(填正、负),生成铅的电极反应 式为___________。 (5)处理含铅废料1t(含铅以PbO计,质量分数为11.15%),若回收率为90%,则得到的铅 质量___________g。 【答案】(1)温度过高,硝酸易分解 (2) 漏斗、烧杯、玻璃棒 C (3) PbSO + 4 2CHCOO-=(CH COO) Pb+SO 2- (4) 正极 Pb2++2e-=Pb (5) 9.315×104 3 3 2 4【分析】 (1)通常选用6mol/L的硝酸和60℃的反应条件,温度过高,硝酸易分解。 (2)步骤④反应后的分离操作是过滤,选漏斗、烧杯、玻璃棒;洗涤硫酸铅要洗去表面 吸附的杂质,还要减少损失,最好选用稀硫酸。 (3)步骤③反应的离子方程式PbSO 和CHCOO-作用生成易溶于水、难电离的 4 3 (CHCOO) Pb。 3 2 (4)采用电解法精炼铅,海绵铅连接电源的正极,铅元素化合价升高;生成铅的电极反 应式:Pb2++2e-=Pb (5)根据铅守恒计算。 【解析】 (1)硝酸受热易分解,故温度不能太高; (2)步骤④反应后的分离操作为过滤,过滤所需的玻璃仪器有:烧杯、漏斗和玻璃棒; 洗涤硫酸铅要洗去表面吸附的杂质,还要减少损失,故A.会造成硫酸铅部分溶解;B.可 溶性离子不能溶解,不能洗去;C.稀硫酸能够洗去杂质,同时可减少硫酸铅的溶解; D.依题意,硫酸铅易转化为碳酸铅,引入杂质。故选C; (3)依题意醋酸铅易溶于水、难电离,故反应的离子方程式为PbSO +2CHCOO- 4 3 =(CH COO) Pb+SO 2-。 3 2 4 (4)采用电解法精炼铅,海绵铅连接电源的正极,铅元素化合价升高;生成铅的电极反 应式:Pb2++2e-=Pb。 (5)根据铅元素守恒可得为 =9.315×104g。 3.铅及其化合物用途广泛,三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO ·H O,摩尔质量=990 g/mol)简 4 2 称三盐。以铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO 等)为原料制备三盐的工艺流程如图所 4 示。已知: 。 请回答下列问题: (1)步骤①中涉及的主要反应的平衡常数K=____(列出计算式即可)。步骤②中滤渣的主 要成分是____。 (2)步骤③酸溶时,为提高酸溶速率,可采取的措施是____(任答一条)。 (3)步骤⑥合成三盐的化学方程式为____。现用100 t铅泥可制得纯净干燥的三盐49.5 t, 若铅元素的利用率为75%,则铅泥中铅元素的质量分数为___ %。简述步骤⑦检验沉淀洗 涤完全的方法___ 。 (4)已知水中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)、Pb(OH)-、Pb(OH)2-,其中 2 3 4 Pb(OH) 是沉淀,各形态铅的物质的量的分数α随溶液pH变化的关系如图所示,除去污 2 水中的铅,最好控制溶液的pH在____左右,当溶液的pH由13转化为14时发生反应的 离子方程式是:________________ (5)将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含NaPbCl 的电解液,进一步电 2 4 解NaPbCl 生成Pb,如图所示。阴极电极反应式是_________ 2 4【答案】(1) Pb、PbO、PbCO (2) 适当升温 (3)4PbSO +6NaOH 3 4 3NaSO +3PbO·PbSO ·H O+ H O 55.2 取少量最后一次洗涤液,滴加氯化钡溶液,若没 2 4 4 2 2 有沉淀则说明洗涤完全。 (4) 10 (5)Pb(OH) -+OH-=Pb(OH) 2- PbCl 2-+2e-=Pb+4Cl- 3 4 4 【分析】 步骤①发生中发生PbSO +CO2- PbCO +SO 2-,将PbSO 转化成PbCO ,过滤,得 4 3 3 4 4 3 到滤渣为PbO、Pb、PbCO ,在滤渣加入硝酸,PbO、Pb、PbCO 与硝酸发生反应生成 3 3 Pb(NO ),然后加硫酸发生Pb(NO )+HSO =PbSO↓+2HNO,HNO 再转移到酸溶中, 3 2 3 2 2 4 4 3 3 过滤后,向沉淀中加入NaOH溶液加热,得到三盐; 【解析】 (1)PbSO 的K 大于PbCO 的K ,因此步骤“转化”中发生PbSO +CO2- PbCO + 4 sp 3 sp 4 3 3 SO 2-,平衡常数的表达式为K = = 4 sp ;PbO、Pb不与NaCO 发生反应,步骤②中滤渣的主要成分为PbO、Pb、 2 3 PbCO ; 3 (2)提高酸溶的速率,可以采取适当升温、适当增大硝酸浓度、搅拌、粉碎固体等; (3)“沉铅”将Pb2+转化成PbSO ,“合成”步骤中的反应物是PbSO 、NaOH,其反应方 4 4 程式为PbSO +NaOH→3PbO·PbSO ·H O+NaSO +H O,该反应属于非氧化还原反应, 4 4 2 2 4 2采用原子守恒进行配平,4PbSO +6NaOH 3NaSO +3PbO·PbSO ·H O+ H O;令 4 2 4 4 2 2 铅泥中铅元素的质量分数为a%,根据题意得出: ,解得a=55.2;根据“合成”的反应方程式, 三盐表面沾有NaSO ,检验沉淀洗涤完全,需要检验SO 2-不存在,操作是取最后一次洗 2 4 4 涤液,滴加BaCl 溶液,若没有沉淀则说明洗涤完全; 2 (4)除去污水中的铅,铅元素需要以Pb(OH) 形式沉淀出来,根据图像pH控制在10左右; 2 根据图像pH由13→14,Pb(OH)-→Pb(OH)2-,发生反应的离子方程式为Pb(OH)-+OH 3 4 3 -=Pb(OH) 2-; 4 (4)根据装置图,PbCl 2-在阴极区参与反应,其电极反应式为PbCl 2-+2e-=Pb+4Cl-。 4 4 4.我国是世界铅生产和铅消费大国,铅被作为工业原料广泛应用于工业生产中,会以废 气、废水、废渣比等各种形式排放于环境中,造成大面积污染,如何有效解决铅污染问 题是我国当前面临的重要任务。 I.以方铅矿(PbS)为原料制备铅的相关化合物的工艺流程如图所示: (1)“焙烧”时,提高反应速率的措施有_______(写一条)。 (2)写出“高温还原”的主要化学方程式_______。 (3)“粗铅”中含有的杂质有锌、铁、铜、银,电解精炼后溶液中的金属阳离子有_______。 (4)制备销酸铅时需要加热,但温度不宜过高,原因是_______。 II.含铅废水处理化学沉淀法是除去酸性废水中Pb2+的主要方法,根据其原理不同可以分为: 氢氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、磷酸盐沉淀法、铁氧体沉淀法等。水样中各形态铅的百分含量x与溶液pH变化的关系如图所示。向含Pb2+的溶液中逐滴滴加NaOH,溶液变 浑浊,继续滴加 NaOH溶液又变澄清。 (5)若采用氢氧化物沉淀法除溶液中的Pb2+,应将溶液的pH调至约为_______。pH≥13 时, 溶液中发生的主要离子方程式为_______。 (6)向酸性含铅废水中加NaS可将Pb2+转化为PbS除去,使用该方法通常先将溶液pH调 2 至6左右,若溶液pH过低会导致_______。 已知K (PbS)=8.0×10-28,国家规定的废水排 sp 放标准中铅含量不高于0.5mg/L,若某工厂处理过的废水中S2-浓度为2.0 × 10-20mol/L,该 废水中铅含量_______(填“已经”或“尚未”)达到国家规定的排放标准。 【答案】(1)适当升高温度或粉碎方铅矿、充分搅拌(写一条) (2) PbO+C Pb+CO↑ (3)Fe2+、Zn2+和Pb2+ (4) 销酸铅受热易分解 (5) 10 Pb(OH) +OH−=Pb(OH) (6)产生 大量HS造成污染 已经 2 【分析】 方铅矿中通入空气焙烧,发生反应2PbS+3O 2SO +2PbO,加入焦炭还原,发生反应 2 2 PbO+C Pb+CO↑,得到粗铅,通过电解精炼得到纯Pb,Pb加热得到PbO,将PbO投入NaClO溶液中得到PbO ,发生的反应为ClO−+PbO═PbO +Cl−,以此解答。 2 2 【解析】 (1)“焙烧”时,提高反应速率的措施有:适当升高温度或粉碎方铅矿、充分搅拌(写一条); 故答案为:适当升高温度或粉碎方铅矿、充分搅拌(写一条); (2)根据流程图可知, PbO在高温条件下能被焦炭还原生成Pb,反应方程式为PbO+C Pb+CO↑;故答案为:PbO+C Pb+CO↑; (3)“粗铅”中含有的杂质有锌、铁、铜、银,其中锌、铁金属的活泼性均强于金属铅,所 以在阳极上放电的金属是锌、铁、铅,电解精炼后溶液中的金属阳离子有Fe2+、Zn2+和 Pb2+,故答案为:Fe2+、Zn2+和Pb2+; (4)销酸铅受热易分解,所以制备销酸铅时需要加热,但温度不宜过高,故答案为:销酸 铅受热易分解; (5)由图可知,当Pb2+的浓度为0时,pH约为10,若采用氢氧化物沉淀法除溶液中的 Pb2+,应将溶液的pH调至约为10;pH 13时Pb(OH) 浓度减小,Pb(OH) 浓度增大, ⩾ Pb(OH) 与氢氧根离子反应生成Pb(OH) ,反应的离子方程式:Pb(OH) +OH−=Pb(OH) ,故答案为:10;Pb(OH) +OH−=Pb(OH) ; (6)向酸性含铅废水中加NaS可将Pb2+转化为PbS除去,使用该方法通常先将溶液pH调 2 至6左右,若溶液pH过低会导致产生大量HS造成污染,废水中S2−浓度为 2 2.0×10−20mol/L,结合K (PbS)= 8.0×10-28可以计算出Pb2+浓度c(Pb2+)=8 sp mol/L=4.0×10−8mol/L,铅含量=4.0×10−8mol/L×207×1000mg/mol=8.28×10−3mg/L<0.5mg/L, 因此已经达到达到国家规定的排放标准,故答案为:产生大量HS造成污染;已经。 25.硫酸铅可用于铅蓄电池、纤维增重剂、涂料分析试剂.工业上通常用自然界分布最广 的方铅矿(主要成分为PbS)生产硫酸铅。工艺流程如下: 已知:①K (PbSO )=1.08×10-8,K (PbCl )=1.6×l0-5. sp 4 sp 2 ②PbCl (s)+2C1-(aq) PbCl 2-(aq)△H>0 2 4 ③Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式开始沉淀时的PH值分别为1.9和7. (I )流程中加入盐酸可以控制溶液的pH<1.9,主要目的是___________,反应过程中可观 察到淡黄色沉淀,则步骤(1)对应的主要反应的离子方程式为___________; (II) 步骤(2)所得的滤液A 蒸发浓缩后再用冰水浴的目的是___________(请用平衡移动 原理解释) (III )上述流程中可循环利用的物质有___________; (IV)炼铅和用铅都会使水体因重金属铅的含量增大而造成严重污染.水溶液中铅的存在形 态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)、Pb(OH)-、Pb(OH)2-。各形态的铅浓度分数α与溶液 2 3 4 pH 变化的关系如图所示: ①探究Pb2+的性质:向含Pb2+的溶液中逐滴滴加NaOH,溶液变浑浊,继续滴加NaOH溶 液又变澄清;pH≥13时,溶液中发生的主要反应的离子方程式为___________; ②除去溶液中的Pb2+:科研小组用一种新型试剂可去除水中的痕量铅和其他杂质离子,实验结果记录如下: Ⅰ.新型试剂处理后的水中Pb2+浓度转化率为___________; Ⅱ.若新型试剂(DH)在脱铅过程中主要发生的反应为:2DH(s)+Pb2+ DPb(s)+2H+,则 2 脱铅时最合适的pH约为___________ A.4 B.6 C.10 D.12 【答案】(I )抑制Fe3+的水解 2Fe3++PbS+2Cl-=PbCl +S+2Fe2+ (II) 用冰水浴使PbCl (s) 2 2 +2Cl-(aq) PbCl -△H>0逆向移动,使PbCl -转化PbCl 析出 (III ) FeCl 、HCl 4 4 2 3 (IV)Pb(OH) -+HO-=Pb(OH) 2- Ⅰ. 96% Ⅱ. B 3 4 【解析】 试题分析:往方铅矿中加入FeCl 溶液和盐酸,FeCl 与PbS反应生成PbCl 和S,产物中 3 3 2 加入饱和食盐水,趁热过滤,利于PbCl (s)+2Cl-(aq) PbCl -△H>0正向进行,使 2 4 PbCl 溶解,过滤除去硫等杂质,滤液A含有PbCl -、Cl-、Fe2+、Fe3+等,滤液A蒸发浓缩, 2 4 冷水浴中冷却,利用平衡逆向进行,析出PbCl 晶体,滤液B中含有Fe2+、Fe3+,用过氧 2 化氢进行氧化后循环利用,PbCl 晶体中加入稀硫酸,转化为更难溶的硫酸铅沉淀,过滤 2 得到硫酸铅沉淀,洗涤、烘干得到硫酸铅粉末,滤液C中含有HCl。 (Ⅰ)Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式开始沉淀时的PH值分别为1.9和7,流程中加入盐酸可 以控制溶液的pH<1.9,主要目的是:抑制Fe3+的水解,FeCl 与PbS反应生成PbCl 和 3 2 S,Pb元素化合价不变,S元素化合价升高,则铁元素的化合价降低,有FeCl 生成,反 2 应方程式为:2FeCl +PbS=PbCl +S+2FeCl ,反应离子方程式为:2Fe3+ 3 2 2+PbS=PbCl +S+2Fe2+,故答案为抑制Fe3+的水解;2Fe3++PbS=PbCl +S+2Fe2+; 2 2 (Ⅱ)用冰水浴使PbCl (s)+2Cl-(aq) PbCl -△H>0逆向移动,使PbCl -转化PbCl 2 4 4 2 析出,故答案为用冰水浴使PbCl (s)+2Cl-(aq) PbCl -△H>0逆向移动,使PbCl - 2 4 4 转化PbCl 析出; 2 (Ⅲ)过氧化氢将滤液B中Fe2+氧化为Fe3+,再循环利用,C溶液中含有HCl,也可以循 环利用,故答案为FeCl 、HCl; 3 (Ⅳ)①pH≥13时,Pb(OH)-浓度减小,Pb(OH)2-浓度增大,Pb(OH)-与氢氧根 3 4 3 离子结合为Pb(OH)2-,反应离子方程式为:Pb(OH)-+HO-=Pb(OH)2-,故答案为 4 3 4 Pb(OH)-+HO-=Pb(OH)2-; 3 4 ②Ⅰ.加入试剂,Pb2+的浓度转化率为 ×100%=96%,故答案为96%; Ⅱ.反应为2EH(s)+Pb2+ EPb(s)+2H+,参加反应的是Pb2+,由图象可知,选择 2 PH要使铅全部以Pb2+形式存在,则脱铅时最合适的pH约6,故答案为B。 【一氧化铅】又称黄色氧化铅,俗名黄丹或密陀僧。化学式PbO,式量223.19。有多种 变体,四方晶体呈黄红色,密度为9.53克/厘米3;斜方正交晶体呈黄色,密度为8.0 克/厘米3;无定形者为黄色到红黄色,密度9.2~9.5克/厘米3。熔点888℃。难溶于水和 乙醇。溶于硝酸、醋酸生成相应的铅盐。溶于热的强碱溶液生成亚铅酸盐。吸收空气中 二氧化碳生成碳酸铅。在空气中加热至500℃可生成四氧化三铅。加热时可被碳、氢气、 一氧化碳还原成铅。与甘油混和生成坚硬的物质、可用作粘合剂。用作颜料、涂料油漆 的催干剂、冶金助熔剂,还用于制特种铅玻璃、搪瓷、蓄电池电极、橡胶。用空气氧化 熔融铅或加热碳酸铅、硝酸铅分解制得。【二氧化铅】又称棕色氧化铅。化学式PbO2,式量239.19,棕色细片粉末。密度9.375 克/厘米3,难溶于水和乙醇。将二氧化铅加热,它会逐步转变为铅的低氧化态氧化物并 放出氧 二氧化铅系两性氧化物,酸性比碱性强。跟强碱共热生成铅酸盐。有强氧化性。跟硫酸 共热生成硫酸铅、氧气和水。跟盐酸共热,生成二氯化铅、氯气和水。跟硫、磷等可燃 物混和研磨引起发火。用作分析试剂、氧化剂、媒染剂、蓄电池电极,还用于制火柴、 染料等。用熔融的氯酸钾或硝酸盐氧化一氧化铅,或用次氯酸钠氧化亚铅酸盐可制得二 氧化铅。 【四氧化三铅】俗称红丹或铅丹,红色氧化铅。化学式Pb3O4,式量685.57。橙红色晶 体或粉末,密度9.1克/厘米3,不溶于水和醇。四氧化三铅中,有2/3的铅氧化数为+2, 1/3的铅氧化数为+4,化学式可写作2PbO·PbO2。根据结构应属于铅酸二价铅盐 (Pb2[PbO4])。在加热至500℃以上时分解为一氧化铅和氧气。不溶于水。可溶于热碱溶液 中。有氧化性,跟盐酸反应放出氯气;跟硫酸反应放出氧气。可被稀硝酸分解,其中2/3 的铅被酸溶解,生成硝酸铅(Ⅱ),其它为不溶的二氧化铅。一氧化铅有碱性,溶于稀硝酸, 二氧化铅呈弱碱性,稍溶于酸。有毒。用于制铅玻璃、油漆、蓄电池、陶瓷、搪瓷。还 用于制钢铁涂料。将一氧化铅粉末在空气中加热至450~500℃氧化制得。 【硝酸铅】化学式Pb(NO3)2,式量331.21。无色单斜或立方晶体。密度4.53克/厘米3。 溶于水,微溶于醇。在470℃时分解为一氧化铅、二氧化氮和氧气。有强氧化性,与有机 物接触、摩擦或撞击能引起燃烧或爆炸。有剧毒。用作氧化剂、媒染剂、照像增感剂、 分析试剂、制版等。由铅跟硝酸反应制得。 【醋酸铅】亦称乙酸铅,俗称铅糖。无色晶体或白色粉末,化学式 (CH3COO)2Pb·3H2O,式量379.33,密度2.55克/厘米3。75℃失去结晶水,无水物是白 色粉末,密度3.25克/厘米3,熔点280℃。味甜,有毒!易溶于水和甘油,微溶于乙醇。 具有醋酸气味。在空气中吸收二氧化碳后变为不溶性的碱式碳酸盐。在100℃时分解出乙 酸,在200℃时完全分解。用作分析试剂、媒染剂、染发剂、医药、生物染色、有机合成, 还用于制铬酸铅颜料等。由铅粒跟醋酸反应制得。 【硫化铅】化学式PbS,式量239.25,蓝色有金属光泽立方晶体或棕黑色粉末。密度7.5 克/厘米3,熔点1114℃,在860℃时开始挥发,难溶于水和碱溶液。可溶于硝酸。在空气 中灼烧,可生成一氧化铅和二氧化硫。自然界中主要矿石为方铅矿,是炼铅的原料。高 纯度的硫化铅用作半导体。将硫化氢通入酸性硝酸铅溶液可制得。 【铬酸铅】俗名铬黄,化学式PbCrO4,式量323.18。黄色或橙黄色针状晶体或粉末,密 度6.12克/厘米3,熔点844℃。难溶于水,溶于强碱溶液或硝酸。有毒。加热到熔点以上,缓慢分解放出氧气。用作分析试剂、氧化剂、黄色颜料。由铬酸钾溶液跟硝酸铅溶液反 应制得。 【铅丹】矿物名,主要成分是Pb3O4,红色粉末状块体。硬度2~3,密度4.6克/厘米3, 常与方铅矿和白铅矿伴生。用于制红色颜料和铅玻璃。通常用的红丹即铅丹,大部分由 人工制成。 【方铅矿】主要成分为PbS,常含银。等轴晶系,晶体形状多为立方体、有时为八面体。 铅灰色,有金属光泽,立方体解理完全,硬度2~3,性脆,密度7.4~7.6克/厘米3。炼 铅的主要矿石,由于常含银,又是炼银的主要矿石。 【锡石】矿物名。化学成分为SnO2,四方晶系,晶体一般为双锥状,双锥柱状,常具膝 状双晶,集合体呈不规则颗粒。通常呈棕色至黑褐色,有金刚光泽。硬度6.0~7.0,密度 6.8~7.0克/厘米3。是炼锡的主要原料。 【白铅矿】主要成分是PbCO3。正交晶系,晶形常呈假六方双锥形状,集合体为粒状或 致密块状。白色微带浅灰。金刚光泽,硬度3.0~3.5,密度6.4~6.6克/厘米3。炼铅用矿 石。