Question

【题目】铅精矿可用于冶炼金属铅，其主要成分为PbS。

I．火法炼铅将铅精矿在空气中焙烧，生成PbO和SO2。

（1）用铅精矿火法炼铅的反应的化学方程式为___________________________。

（2）火法炼铅的废气中含低浓度SO2，可将废气通入过量氨水中进行处理，反应的离子方程式为__________________________________________________。

II．湿法炼铅在制备金属铅的同时，还可制得硫磺，相对于火法炼铅更为环保。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。

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

②PbCl2为能溶于水的弱电解质，在Cl-浓度较大的溶液中，存在平衡：PbCl2(aq)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq)

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

（4）操作a为加适量水稀释并冷却，该操作有利于滤液1中PbCl2的析出，分析可能的原因是____________________________________。

（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。

①溶液3应置于_______________（填“阴极室”或“阳极室”）中。

②简述滤液2电解后再生为FeCl3的原理：_____________________。

③若铅精矿的质量为a g，铅浸出率为b ，当电解池中通过c mol电子时，金属铅全部析出，铅精矿中PbS的质量分数的计算式 为_______________。

Answer 1

【答案】 2PbS + 3O2 2PbO + 2SO2 2NH3·H2O + SO2 2NH4+ + SO32- + H2O 使Pb元素从难溶固体PbS转化成溶液中的PbCl4-，S元素转化成单质硫成为滤渣 加水稀释使PbCl2(aq) + 2Cl-(aq) PbCl42-(aq)平衡向左移动；温度降低PbCl2溶解度减小 阴极室 阳极发生电极反应：Fe2+ - e- Fe3+（或2Cl- -2e- Cl2；Cl2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2Cl-，文字表述也可），使c(Fe3+)升高，同时Cl-通过阴离子交换膜向阳极移动，使FeCl3再生

【解析】I．（1）火法炼铅将铅精矿在空气中焙烧，生成PbO和SO2；2PbS + 3O2 2PbO + 2SO2；正确答案：2PbS + 3O2 2PbO + 2SO2。

（2）SO2与过量的氨水反应生成亚硫酸铵，反应的离子方程式为：2NH3·H2O + SO2 2NH4+ + SO32- + H2O ；正确答案：2NH3·H2O + SO2 2NH4+ + SO32- + H2O 。

（3）铁离子具有氧化性，能够把PbS中的Pb氧化为PbCl4-，把S氧化为单质硫；正确答案：使Pb元素从难溶固体PbS转化成溶液中的PbCl4-，S元素转化成单质硫成为滤渣。

（4）加水稀释使PbCl2(aq) + 2Cl-(aq) PbCl42-(aq)平衡向左移动；温度降低PbCl2溶解度减小，两种操作都有利于PbCl2的析出；正确答案：加水稀释使PbCl2(aq) + 2Cl-(aq) PbCl42-(aq)平衡向左移动；温度降低PbCl2溶解度减小。

（5）①根据流程可知溶液3为PbCl42-，滤液2为氯化亚铁溶液，因此溶液3放入阴极室，发生还原反应生成铅；正确答案：阴极室。

②滤液2放入到阳极室，阳极发生电极反应：Fe2+ - e- Fe3+（或2Cl- -2e- Cl2；Cl2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2Cl-），使c(Fe3+)升高，同时Cl-通过阴离子交换膜向阳极移动，使FeCl3再生；正确答案：阳极发生电极反应：Fe2+ - e- Fe3+（或2Cl- -2e- span> Cl2；Cl2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2Cl-，文字表述也可），使c(Fe3+)升高，同时Cl-通过阴离子交换膜向阳极移动，使FeCl3再生。

③根据PbCl42-+2e- Pb+4Cl- 可知，当电解池中通过c mol电子时，析出金属铅为0.5cmol，根据PbS~Pb关系可知，纯PbS的量为0.5c mol，因此铅精矿中PbS的质量分数的计算式0.5c×239/a×b×100%=；正确答案：。