Question

铅是人类较早发现和使用的一种重金属，工业上用铅精矿(主要成分含PbS)为原料，分火法和湿法两种方法冶炼。

Ⅰ．火法冶炼粗铅的流程如下：

(1)焙烧炉中主要反应的化学方程式为______________________。

(2)鼓风炉中焦炭的作用是___________，吸收塔中反应的离子方程式为___________。

Ⅱ．湿法炼铅的工艺流程如下：

已知：①不同温度下PbCl₂的溶解度如下表所示。

②PbCl₂为能溶于水的弱电解质，在含Cl^－的溶液中存在平衡：

PbCl₂(aq)+2Cl^－(aq)PbCl₄^2－(aq)。

(3)浸取过程中发生反应的离子方程式为______________________。

(4)操作a为加适量水稀释并冷却，该操作有利于滤液1中PbCl₂的析出，其合理的解释为___________。

(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FeCl₃再生。则阴极室中的电极反应式为___________；若该电解装置的外接电源为铅蓄电池，每生成20.7g铅，铅蓄电池中消耗硫酸的物质的量为___________。

(6)目前炼铅工艺以火法为主，但湿法炼铅也有其明显的优点，其优点是___________。

Answer

2PbS+3O22PbO+2SO2 做还原剂 SO2+2NH3•H2O=SO32- + 2NH4++H2O PbS+2Fe3++4Cl- = S↓+PbCl42-+2Fe2+ 稀释有利于PbCl2(aq)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq)的平衡左移，使PbCl2物质的量增大；冷却使PbCl2的溶解度减少，有利于PbCl2的析出 PbCl42-+2e- = Pb+4Cl- 0.2mol 更环保、污染少、部分原料可循环利用、能量利用率高（回答一条即可）

【解析】

（1）焙烧炉中发生的是PbS和氧气反应生成PbO和SO2。

（2）鼓风炉中焦炭的作用是作还原剂，吸收塔中发生的是SO2和过量氨水的反应，生成亚硫酸铵和水。

（3）由流程可知，浸取过程中发生的是PbS和浸取液的反应，Fe3+被还原为Fe2+,-2价S被氧化为S单质。

（4）加入水以后，氯离子浓度减小，电离平衡左移，由表格得，降温PbCl2溶解度降低，促进PbCl2析出。

（5）此电解装置目的是制取铅，溶液3在阴极室，溶液3中含有PbCl42－，阴极得电子发生还原反应。

（6）炼铅工艺以火法为主，但湿法炼铅也有其明显的优点，其优点是更环保、污染少、部分原料可循环利用、能量利用率高。

（1）焙烧炉中发生的是PbS和氧气反应生成PbO和SO2，反应的化学方程式为2PbS+3O22PbO+2SO2，故答案为2PbS+3O22PbO+2SO2。

（2）鼓风炉中焦炭的作用是作还原剂，吸收塔中发生的是SO2和过量氨水的反应，生成亚硫酸铵和水，发生的化学方程式为SO2+2NH3•H2O=(NH4)2SO3+H2O，离子方程式为：SO2+2NH3•H2O=SO32-+2NH4++H2O ，故答案为还原剂；SO2+2NH3•H2O=SO32-+2NH4++H2O。

（3）由流程可知，浸取过程中发生的是PbS和浸取液的反应，Fe3+被还原为Fe2+,-2价S被氧化为S单质，离子方程式为：PbS+2Fe3++4Cl- = S↓+PbCl42-+2Fe2+，故答案为PbS+2Fe3++4Cl- = S↓+PbCl42-+2Fe2+。

（4）加入水以后，氯离子浓度减小，电离平衡左移，由表格得，降温PbCl2溶解度降低，促进PbCl2析出，故答案为稀释有利于PbCl2(aq)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq)的平衡左移，使PbCl2物质的量增大；冷却使PbCl2的溶解度减少，有利于PbCl2的析出。

（5）此电解装置目的是制取铅，溶液3在阴极室，溶液3中含有PbCl42－，阴极得电子发生还原反应，阴极室中的电极反应式为PbCl42-+2e- = Pb+4Cl-；根据铅蓄电池的工作原理

Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，得出Pb～2H2SO4，20.7g铅物质的量为0.1mol，所以消耗的硫酸的物质的量为0.2mol，故答案为PbCl42-+2e- = Pb+4Cl-；0.2mol。

（6）炼铅工艺以火法为主，但湿法炼铅也有其明显的优点，其优点是更环保、污染少、部分原料可循环利用、能量利用率高，故答案为更环保、污染少、部分原料可循环利用、能量利用率高。