Question

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

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)《药性论》中有关铅丹(Pb₃O₄)的描述是：“治惊悸狂走，呕逆，消渴。”将PbO高温焙烧可制得铅丹，铅丹中含有的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是_______________。

(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23．9g时(忽略副反应)，理论上蓄电池负极增重_____g。

(6)取一定量含有Pb²⁺、Cu²⁺的工业废水，向其中滴加Na₂S溶液，当PbS开始沉淀时，溶液中=__________。(已知K_SP(PbS)=3.4×10^-28，K_sp(CuS)=1.3×10^-36)

Answer

防止PbCl2结晶析出 Ag和Fe(OH)3 盐酸 PbS+PbSO42Pb+2SO2 PbO+OH-+H2O=[Pb(OH)3]-（或[Pb(OH)4]2-） Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+ 9.6 2.6×108

【解析】盐酸酸浸：PbS＋2HCl=PbCl2＋H2S↑，ZnS＋2HCl=ZnCl2＋H2S↑，Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，通入适量Cl2：2FeCl2＋Cl2=2FeCl3，调节PH=3.7，Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ ，加热，趁热过滤，滤渣为Ag和Fe(OH)3 ，滤液中含PbCl2和ZnCl2，冰水冷却，得PbCl2晶体，加H2SO4，H2SO4＋PbCl2=PbSO4↓＋2HCl，最后PbS和PbSO4混合加热，PbS+PbSO42Pb+2SO2

(1)流程中“趁热”过滤的原因是防止PbCl2结晶析出，增加产率；滤渣的主要成分是滤渣为Ag和Fe(OH)3 ；(2)该工艺流程中，一开始盐酸是原料，H2SO4＋PbCl2=PbSO4↓＋2HCl，生成HCl ，可循环利用的物质是HCl；(3)PbSO4与PbS在加热条件下发生反应的化学方程式为PbS+PbSO42Pb+2SO2；(4)铅丹中含有的PbO与Al2O3性质相似，可用氢氧化钠溶液提纯铅丹，说明PbO具有两性，提纯时发生反应的离子方程是PbO+OH-+H2O=[Pb(OH)3]-（或[Pb(OH)4]2-）；(5)以石墨为电极，电解Pb(NO3)2溶液制备PbO2，Pb2＋ 失电子被氧化，在阳极发生氧化，电解过程中阳极的电极反应式为Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+ ；由电解装置中阳极Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+ 增重23.9g，即生成PbO2的物质的量23.9g/239g·mol-1=0.1mol，转移电子0.2mol，蓄电池负极反应式：Pb- 2e－ + SO42- PbSO4↓，增重0.1molSO42―，增重9.6g；(6)取一定量含有Pb2+、Cu2+的工业废水，向其中滴加Na2S溶液，当PbS开始沉淀时，溶液中= 。

点睛：（5）铅及其化合物性质的分析应用，主要是化学方程式书写，原电池电极反应书写，注意题干信息的分析应用，注意原电池和电解池串连时，电子转移数目守恒，由电解装置中阳极Pb2++2H2O-2e-=PbO2+4H+ 增重23.9g，即生成PbO2的物质的量23.9g/239g·mol-1=0.1mol，转移电子0.2mol，蓄电池负极反应式：Pb- 2e－ + SO42- PbSO4↓，增重0.1molSO42―，增重9.6g；掌握基础知识和信息应用是关键，题目难度中等．（6）本题考查了难溶电解质的溶解平衡及沉淀的本质，难度不大，注意上下同乘以c(S2―)，转化成Ksp之比，解题思路就找到了，（5）（6）是本题的难点。