题目内容
【题目】硫酸铅是一种重要的化工粉末材料,被广泛用于涂料和电池等行业。湿化学法从方铅矿(主要成分为)直接制取硫酸铅粉末的转化流程图如下:
已知:①
②
回答下列问题:
(1)浸出过程中,产物中以形式存在,同时可观察到黄色沉淀,浸出过程中的反应的离子方程式为________________。反应后期,有少量气体产生,产生气体的化学方程式为________________。
(2)浓缩结晶过程中是将浸出液静置于冰水混合物中,从平衡角度解释使用冰水混合物的作用为________。
(3)氧化过程中通常加入,发生反应的离子方程式为__________。
(4)向固体中加入,发生反应的方程式为,计算该反应的平衡常数为________。
(5)单位体积溶液中加入的质量对方铅矿的浸出率的影响如图,高于之后,浸出率基本不变,可能的原因是_____________。
(6)传统工艺是经火法冶炼得到粗铅,然后电解精炼,再经高温熔融、氧化焙烧制取氧化铅,然后与硫酸反应制得硫酸铅。与传统工艺相比,湿化学法的优点是________(任写两点)。
【答案】 是吸热反应,降温有助于平衡逆向移动,便于获得更多的固体 浸出后的溶液已经是的饱和溶液,再增加氯化钠,浸取率基本不变 流程简单;能耗低;不产生,对环境无污染
【解析】
往方铅矿中加入FeCl3溶液和盐酸,FeCl3与PbS反应生成PbCl2和S,产物中加入饱和食盐水,趁热过滤,利于△H>0正向移动,使PbCl2溶解,过滤除去硫等杂质,母液中含有、Cl-、Fe2+、Fe3+等,母液蒸发浓缩,析出PbCl2晶体,过滤后的滤液中含有Fe2+、Fe3+,氧化后循环利用,PbCl2晶体中加入稀硫酸,转化为更难溶的硫酸铅沉淀,过滤得到硫酸铅沉淀,洗涤、烘干得到硫酸铅粉末,据此分析解答。
(1)浸出过程中,产物中以形式存在,同时可观察到黄色沉淀,该黄色沉淀为硫,浸出过程中的反应的离子方程式为。反应后期,有少量气体产生,是PbS在氯化钠溶液中与盐酸反应放出的硫化氢气体,产生气体的化学方程式为,故答案为:;;
(2) 是吸热反应,降温有助于平衡逆向移动,因此浓缩结晶过程中需要将浸出液静置于冰水混合物中,便于获得更多的固体,故答案为:是吸热反应,降温有助于平衡逆向移动,便于获得更多的固体;
(3)氧化过程中通常加入,过氧化氢能够将亚铁离子氧化生成铁离子,反应的离子方程式为,故答案为:;/p>
(4)向固体中加入,发生反应的方程式为,该反应的平衡常数K====,故答案为:;
(5)根据单位体积溶液中加入的质量对方铅矿的浸出率的图象,高于之后,浸出后的溶液已经是的饱和溶液,再增加氯化钠,浸取率基本保持不变,故答案为:浸出后的溶液已经是的饱和溶液,再增加氯化钠,浸取率基本不变;
(6)传统工艺是经火法冶炼得到粗铅,然后电解精炼,再经高温熔融、氧化焙烧制取氧化铅,然后与硫酸反应制得硫酸铅。与传统工艺相比,湿化学法的流程简单、能耗低、不产生,对环境无污染,故答案为:流程简单;能耗低;不产生,对环境无污染。