Question

【題目】鉛精礦可用于冶煉金屬鉛，其主要成分為PbS。

I．火法煉鉛將鉛精礦在空氣中焙燒，生成PbO和SO2。

（1）用鉛精礦火法煉鉛的反應的化學方程式為___________________________。

（2）火法煉鉛的廢氣中含低濃度SO2，可將廢氣通入過量氨水中進行處理，反應的離子方程式為__________________________________________________。

II．濕法煉鉛在制備金屬鉛的同時，還可制得硫磺，相對于火法煉鉛更為環(huán)保。濕法煉鉛的工藝流程如下：

已知：①不同溫度下PbCl2的溶解度如下表所示。

溫度（℃）	20	40	60	80	100
溶解（g）	1．00	1.42	1.94	2.88	3.20

②PbCl2為能溶于水的弱電解質(zhì)，在Cl-濃度較大的溶液中，存在平衡：PbCl2(aq)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq)

（3）浸取液中FeCl3的作用是___________________________。

（4）操作a為加適量水稀釋并冷卻，該操作有利于濾液1中PbCl2的析出，分析可能的原因是____________________________________。

（5）將溶液3和濾液2分別置于如圖所示電解裝置的兩個極室中，可制取金屬鉛并使浸取液中的FeCl3再生。

①溶液3應置于_______________（填“陰極室”或“陽極室”）中。

②簡述濾液2電解后再生為FeCl3的原理：_____________________。

③若鉛精礦的質(zhì)量為a g，鉛浸出率為b ，當電解池中通過c mol電子時，金屬鉛全部析出，鉛精礦中PbS的質(zhì)量分數(shù)的計算式 為_______________。

Answer 1

【答案】 2PbS + 3O2 2PbO + 2SO2 2NH3·H2O + SO2 2NH4+ + SO32- + H2O 使Pb元素從難溶固體PbS轉(zhuǎn)化成溶液中的PbCl4-，S元素轉(zhuǎn)化成單質(zhì)硫成為濾渣 加水稀釋使PbCl2(aq) + 2Cl-(aq) PbCl42-(aq)平衡向左移動；溫度降低PbCl2溶解度減小 陰極室 陽極發(fā)生電極反應：Fe2+ - e- Fe3+（或2Cl- -2e- Cl2；Cl2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2Cl-，文字表述也可），使c(Fe3+)升高，同時Cl-通過陰離子交換膜向陽極移動，使FeCl3再生

【解析】I．（1）火法煉鉛將鉛精礦在空氣中焙燒，生成PbO和SO2；2PbS + 3O2 2PbO + 2SO2；正確答案：2PbS + 3O2 2PbO + 2SO2。

（2）SO2與過量的氨水反應生成亞硫酸銨，反應的離子方程式為：2NH3·H2O + SO2 2NH4+ + SO32- + H2O ；正確答案：2NH3·H2O + SO2 2NH4+ + SO32- + H2O 。

（3）鐵離子具有氧化性，能夠把PbS中的Pb氧化為PbCl4-，把S氧化為單質(zhì)硫；正確答案：使Pb元素從難溶固體PbS轉(zhuǎn)化成溶液中的PbCl4-，S元素轉(zhuǎn)化成單質(zhì)硫成為濾渣。

（4）加水稀釋使PbCl2(aq) + 2Cl-(aq) PbCl42-(aq)平衡向左移動；溫度降低PbCl2溶解度減小，兩種操作都有利于PbCl2的析出；正確答案：加水稀釋使PbCl2(aq) + 2Cl-(aq) PbCl42-(aq)平衡向左移動；溫度降低PbCl2溶解度減小。

（5）①根據(jù)流程可知溶液3為PbCl42-，濾液2為氯化亞鐵溶液，因此溶液3放入陰極室，發(fā)生還原反應生成鉛；正確答案：陰極室。

②濾液2放入到陽極室，陽極發(fā)生電極反應：Fe2+ - e- Fe3+（或2Cl- -2e- Cl2；Cl2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2Cl-），使c(Fe3+)升高，同時Cl-通過陰離子交換膜向陽極移動，使FeCl3再生；正確答案：陽極發(fā)生電極反應：Fe2+ - e- Fe3+（或2Cl- -2e- span> Cl2；Cl2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2Cl-，文字表述也可），使c(Fe3+)升高，同時Cl-通過陰離子交換膜向陽極移動，使FeCl3再生。

③根據(jù)PbCl42-+2e- Pb+4Cl- 可知，當電解池中通過c mol電子時，析出金屬鉛為0.5cmol，根據(jù)PbS~Pb關(guān)系可知，純PbS的量為0.5c mol，因此鉛精礦中PbS的質(zhì)量分數(shù)的計算式0.5c×239/a×b×100%=；正確答案：。