Question

【題目】以方鉛礦(主要成分是PbS,含少量ZnS、Fe、Ag)為原料提煉鉛及其化合物的工藝流程如下:

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

（1）流程中“趁熱過(guò)濾”的目的是______，濾渣的主要成分是_________。

（2）該工藝流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是____________。

（3）濁液1中通入適量氯氣時(shí),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________。

（4）《藥性論》中有關(guān)鉛丹(Pb3O4)的描述是:“治驚悸狂走,嘔逆,消渴。”向鉛丹中滴加濃鹽酸時(shí),產(chǎn)生黃綠色氣體,請(qǐng)寫出發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_________。

（5）取一定量含有Pb2+、Cu2+的工業(yè)廢水,向其中滴加Na2S溶液,當(dāng)PbS開始沉淀時(shí)，溶液中c(Pb2+)/c(Cu2+)=_______。[已知Kp(PbS)=3.4×10-28,Kp(CuS)=1.3×10-36]

（6）煉鉛和用鉛都會(huì)使水體因重金屬鉛的含量增大而造成嚴(yán)重污染。水溶液中鉛的存在形態(tài)主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、Pb(OH)3-、Pb(OH)42-。各形態(tài)的濃度分?jǐn)?shù)x與溶液PH變化的關(guān)系如下圖所示:

①探究Pb2+的性質(zhì):向含Pb2+的溶液中逐滴滴加NaOH溶液,溶液變渾濁,繼續(xù)滴加NaOH溶液又變澄清;pH>13時(shí),溶液中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為________。

②除去溶液中的Pb2+:科研小組用一種新型試劑可去除水中的鉛和其他雜質(zhì)離子,實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下:

離子	Pb2+	Ca2+	Fe3+	Mn2+
處理前濃度(mg/L)	0.100	29.8	0.12	0.087
處理后濃度(mg/L)	0.004	22.6	0.04	0.053

由表可知該試劑去除Pb2+比Fe3+效果好,請(qǐng)用表中有關(guān)數(shù)據(jù)說(shuō)明_________.

Answer 1

【答案】 防止PbCl2結(jié)晶析出 Ag和Fe(OH)3 鹽酸 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- Pb3O4+8HCl(濃)=3PbCl2+Cl2↑+4H2O 2.6×108 Pb(OH)3-+OH-=Pb(OH)42- 加入該試劑,Pb2+的濃度轉(zhuǎn)化率為(0.1-0.004)÷0.1×100%=96%；Fe3+的濃度轉(zhuǎn)化率為(0.12-0.04)÷0.12×100%=67%,所以該試劑去除Pb2+比Fe3+效果好

【解析】試題分析：（1）PbCl2溶解度隨溫度升高而增大；根據(jù)流程圖，濾液中含有Pb2+、Zn2+；（2）根據(jù)流程圖，開始需要加入鹽酸，最后產(chǎn)物有鹽酸；（3）濁液1中通入適量氯氣，氯化亞鐵被氧化為氯化鐵；（4）Pb3O4與濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣和PbCl2； （5）Kp(PbS)=3.4×10-28>Kp(CuS)=1.3×10-30，當(dāng)PbS開始沉淀時(shí)，一定有CuS沉淀，c(Pb2+)/c(Cu2+)等于溶度積的比；（6）①根據(jù)圖示，pH>13時(shí)，Pb(OH)3-與氫氧化鈉反應(yīng)生成Pb(OH)42-；②根據(jù)濃度轉(zhuǎn)化率分析；

解析：（1）PbCl2溶解度隨溫度升高而增大，流程中“趁熱過(guò)濾”可以防止PbCl2結(jié)晶析出；根據(jù)流程圖，濾液中含有Pb2+、Zn2+，所以濾渣中有Ag和Fe(OH)3；（2）根據(jù)流程圖，開始需要加入鹽酸，最后產(chǎn)物有鹽酸，可循環(huán)利用的物質(zhì)是鹽酸；（3）濁液1中通入適量氯氣，氯化亞鐵被氧化為氯化鐵，反應(yīng)離子方程式是2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；（4）Pb3O4與濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯氣和PbCl2，反應(yīng)化學(xué)方程式是Pb3O4+8HCl(濃)=3PbCl2+Cl2↑+4H2O；（5） Kp(PbS)=3.4×10-28>Kp(CuS)=1.3×10-36，當(dāng)PbS開始沉淀時(shí)，一定有CuS沉淀，c(Pb2+)/c(Cu2+)= Kp(PbS)/Kp(CuS)= 2.6×108 ；（6）①pH>13時(shí)，Pb(OH)3-與氫氧化鈉反應(yīng)生成Pb(OH)42-，反應(yīng)離子方程式是Pb(OH)3-+OH-=Pb(OH)42- ；②加入該試劑,Pb2+的濃度轉(zhuǎn)化率為(0.1-0.004)÷0.1×100%=96%；Fe3+的濃度轉(zhuǎn)化率為(0.12-0.04)÷0.12×100%=67%,所以該試劑去除Pb2+比Fe3+效果好。