Question

【題目】鉛是人類較早發現和使用的一種重金屬，工業上用鉛精礦(主要成分含PbS)為原料，分火法和濕法兩種方法冶煉。

Ⅰ．火法冶煉粗鉛的流程如下：

(1)焙燒爐中主要反應的化學方程式為______________________。

(2)鼓風爐中焦炭的作用是___________，吸收塔中反應的離子方程式為___________。

Ⅱ．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。

②PbCl2為能溶于水的弱電解質，在含Cl－的溶液中存在平衡：

PbCl2(aq)+2Cl－(aq)PbCl42－(aq)。

(3)浸取過程中發生反應的離子方程式為______________________。

(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，其合理的解釋為___________。

(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。則陰極室中的電極反應式為___________；若該電解裝置的外接電源為鉛蓄電池，每生成20.7g鉛，鉛蓄電池中消耗硫酸的物質的量為___________。

(6)目前煉鉛工藝以火法為主，但濕法煉鉛也有其明顯的優點，其優點是___________。

Answer 1

【答案】2PbS+3O22PbO+2SO2 做還原劑 SO2+2NH3H2O=SO32- + 2NH4++H2O PbS+2Fe3++4Cl- = S↓+PbCl42-+2Fe2+ 稀釋有利于PbCl2(aq)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq)的平衡左移，使PbCl2物質的量增大；冷卻使PbCl2的溶解度減少，有利于PbCl2的析出 PbCl42-+2e- = Pb+4Cl- 0.2mol 更環保、污染少、部分原料可循環利用、能量利用率高（回答一條即可）

【解析】

（1）焙燒爐中發生的是PbS和氧氣反應生成PbO和SO2。

（2）鼓風爐中焦炭的作用是作還原劑，吸收塔中發生的是SO2和過量氨水的反應，生成亞硫酸銨和水。

（3）由流程可知，浸取過程中發生的是PbS和浸取液的反應，Fe3+被還原為Fe2+,-2價S被氧化為S單質。

（4）加入水以后，氯離子濃度減小，電離平衡左移，由表格得，降溫PbCl2溶解度降低，促進PbCl2析出。

（5）此電解裝置目的是制取鉛，溶液3在陰極室，溶液3中含有PbCl42－，陰極得電子發生還原反應。

（6）煉鉛工藝以火法為主，但濕法煉鉛也有其明顯的優點，其優點是更環保、污染少、部分原料可循環利用、能量利用率高。

（1）焙燒爐中發生的是PbS和氧氣反應生成PbO和SO2，反應的化學方程式為2PbS+3O22PbO+2SO2，故答案為：2PbS+3O22PbO+2SO2。

（2）鼓風爐中焦炭的作用是作還原劑，吸收塔中發生的是SO2和過量氨水的反應，生成亞硫酸銨和水，發生的化學方程式為SO2+2NH3H2O=(NH4)2SO3+H2O，離子方程式為：SO2+2NH3H2O=SO32-+2NH4++H2O ，故答案為：還原劑；SO2+2NH3H2O=SO32-+2NH4++H2O。

（3）由流程可知，浸取過程中發生的是PbS和浸取液的反應，Fe3+被還原為Fe2+,-2價S被氧化為S單質，離子方程式為：PbS+2Fe3++4Cl- = S↓+PbCl42-+2Fe2+，故答案為：PbS+2Fe3++4Cl- = S↓+PbCl42-+2Fe2+。

（4）加入水以后，氯離子濃度減小，電離平衡左移，由表格得，降溫PbCl2溶解度降低，促進PbCl2析出，故答案為：稀釋有利于PbCl2(aq)+2Cl-(aq) PbCl42-(aq)的平衡左移，使PbCl2物質的量增大；冷卻使PbCl2的溶解度減少，有利于PbCl2的析出。

（5）此電解裝置目的是制取鉛，溶液3在陰極室，溶液3中含有PbCl42－，陰極得電子發生還原反應，陰極室中的電極反應式為PbCl42-+2e- = Pb+4Cl-；根據鉛蓄電池的工作原理

Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，得出Pb～2H2SO4，20.7g鉛物質的量為0.1mol，所以消耗的硫酸的物質的量為0.2mol，故答案為：PbCl42-+2e- = Pb+4Cl-；0.2mol。

（6）煉鉛工藝以火法為主，但濕法煉鉛也有其明顯的優點，其優點是更環保、污染少、部分原料可循環利用、能量利用率高，故答案為：更環保、污染少、部分原料可循環利用、能量利用率高。