Question

【题目】以方潜矿(PbS)为原料制备铅蓄电池的电极材料的工艺流程如图所示：

部分化合物的Ksp如下表所示：

物质	PbCl2	PbS	PbCrO4
Ksp	1.2×10-5	9.0×10-29	1.8×10-14

请回答下列问题：

(1)“焙烧”生成的气体可用于工业制备____________。

(2)写出“高温还原”的主要化学方程式：____________。

(3)“粗铅”的杂质主要有锌，铁，铜，银等，电解精炼时阴极反应式为____________。阳极泥的主要成分为____________。

(4)铅与稀盐酸反应产生少量气泡后反应终止，原因是____________。写出制备PbO2的离子方程式：____________。

(5)Pb(NO3)2是强酸弱碱盐，氢硫酸(H2S)是弱酸，向Pb(NO3)2溶液中通入H2S气体是否能产生黑色PbS沉淀____________？(列式计算说明，Ka1(H2S)=1.3×10-7，Ka2(H2S)=7.1×10-15)。

(6)将PbCrO4加入足量硝酸中，部分振荡，观察到主要现象是____________，反应的离子方程式为____________。

Answer 1

【答案】硫酸 PbO+CPb+CO↑ Pb2++2e-===Pb Cu、Ag PbCl2难溶，覆盖在铅表面，阻止反应进行 ClO-+PbO===PbO2+Cl- 假设能发生如下反应：Pb2++H2S===PbS↓+2H+，该反应的平衡常数，反应进行完全，故有黑色沉淀 沉淀溶解，得橙色溶液 2PbCrO4+2H+===2Pb2++Cr2O72-+H2O

【解析】

（1）PbS在焙烧过程中生成PbO和SO2等，SO2用于工业上制备硫酸的原料；

（2）根据步骤，高温还原步骤中加入焦炭，将PbO还原成Pb，发生的主要方程式为PbO＋CPb＋CO↑；

（3）精炼时，粗铅作阳极，纯铅作阴极，含有Pb2＋溶液为电解质溶液，因此阴极反应式为Pb2＋＋2e－=Pb；阳极泥的主要成分是Cu和Ag；

（4）根据Ksp得出PbCl2为难溶水的物质，当Pb与HCl反应时生成难溶于水的PbCl2，PbCl2附着在Pb的表面阻碍反应的进行；PbO中Pb的化合价由＋2价→＋4价，化合价升高，即NaClO作氧化剂，ClO－被还原成Cl－，制备PbO2的离子方程式为PbO＋ClO－=PbO2＋Cl－；

（5）向Pb(NO3)2溶液中通入H2S气体生成PbS沉淀，发生反应的离子方程式是Pb2＋＋H2S=PbS＋2H＋，该反应的平衡常数K==1.0×107>105，反应进行完全，因此有黑色沉淀；

（6）CrO42－溶液存在：2CrO42－＋2H＋Cr2O72－＋H2O，加入硝酸，增加c(H＋)，平衡向正反应方向移动，PbCrO4加入足量的硝酸中发生离子反应2PbCrO4＋2H＋=2Pb2＋＋Cr2O72－＋H2O，沉淀溶解，溶液的颜色变为橙色。