Question

【题目】以方铅矿(主要成分是PbS,含少量ZnS、Fe、Ag)为原料提炼铅及其化合物的工艺流程如下:

请回答下列问题:

（1）流程中“趁热过滤”的目的是______，滤渣的主要成分是_________。

（2）该工艺流程中可循环利用的物质是____________。

（3）浊液1中通入适量氯气时,发生反应的离子方程式为____________。

（4）《药性论》中有关铅丹(Pb3O4)的描述是:“治惊悸狂走,呕逆,消渴。”向铅丹中滴加浓盐酸时,产生黄绿色气体,请写出发生反应的化学方程式_________。

（5）取一定量含有Pb2+、Cu2+的工业废水,向其中滴加Na2S溶液,当PbS开始沉淀时，溶液中c(Pb2+)/c(Cu2+)=_______。[已知Kp(PbS)=3.4×10-28,Kp(CuS)=1.3×10-36]

（6）炼铅和用铅都会使水体因重金属铅的含量增大而造成严重污染。水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、Pb(OH)3-、Pb(OH)42-。各形态的浓度分数x与溶液PH变化的关系如下图所示:

①探究Pb2+的性质:向含Pb2+的溶液中逐滴滴加NaOH溶液,溶液变浑浊,继续滴加NaOH溶液又变澄清;pH>13时,溶液中发生的主要反应的离子方程式为________。

②除去溶液中的Pb2+:科研小组用一种新型试剂可去除水中的铅和其他杂质离子,实验结果记录如下:

离子	Pb2+	Ca2+	Fe3+	Mn2+
处理前浓度(mg/L)	0.100	29.8	0.12	0.087
处理后浓度(mg/L)	0.004	22.6	0.04	0.053

由表可知该试剂去除Pb2+比Fe3+效果好,请用表中有关数据说明_________.

Answer 1

【答案】 防止PbCl2结晶析出 Ag和Fe(OH)3 盐酸 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- Pb3O4+8HCl(浓)=3PbCl2+Cl2↑+4H2O 2.6×108 Pb(OH)3-+OH-=Pb(OH)42- 加入该试剂,Pb2+的浓度转化率为(0.1-0.004)÷0.1×100%=96%；Fe3+的浓度转化率为(0.12-0.04)÷0.12×100%=67%,所以该试剂去除Pb2+比Fe3+效果好

【解析】试题分析：（1）PbCl2溶解度随温度升高而增大；根据流程图，滤液中含有Pb2+、Zn2+；（2）根据流程图，开始需要加入盐酸，最后产物有盐酸；（3）浊液1中通入适量氯气，氯化亚铁被氧化为氯化铁；（4）Pb3O4与浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气和PbCl2； （5）Kp(PbS)=3.4×10-28>Kp(CuS)=1.3×10-30，当PbS开始沉淀时，一定有CuS沉淀，c(Pb2+)/c(Cu2+)等于溶度积的比；（6）①根据图示，pH>13时，Pb(OH)3-与氢氧化钠反应生成Pb(OH)42-；②根据浓度转化率分析；

解析：（1）PbCl2溶解度随温度升高而增大，流程中“趁热过滤”可以防止PbCl2结晶析出；根据流程图，滤液中含有Pb2+、Zn2+，所以滤渣中有Ag和Fe(OH)3；（2）根据流程图，开始需要加入盐酸，最后产物有盐酸，可循环利用的物质是盐酸；（3）浊液1中通入适量氯气，氯化亚铁被氧化为氯化铁，反应离子方程式是2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；（4）Pb3O4与浓盐酸发生氧化还原反应生成氯气和PbCl2，反应化学方程式是Pb3O4+8HCl(浓)=3PbCl2+Cl2↑+4H2O；（5） Kp(PbS)=3.4×10-28>Kp(CuS)=1.3×10-36，当PbS开始沉淀时，一定有CuS沉淀，c(Pb2+)/c(Cu2+)= Kp(PbS)/Kp(CuS)= 2.6×108 ；（6）①pH>13时，Pb(OH)3-与氢氧化钠反应生成Pb(OH)42-，反应离子方程式是Pb(OH)3-+OH-=Pb(OH)42- ；②加入该试剂,Pb2+的浓度转化率为(0.1-0.004)÷0.1×100%=96%；Fe3+的浓度转化率为(0.12-0.04)÷0.12×100%=67%,所以该试剂去除Pb2+比Fe3+效果好。