【题目】下面是某课外小组从初选后的方铅矿(主要成分PbS,含少量黄铜矿(CuFeS2))中提取硫磺、铜、铅的工艺流程:

已知:CuFeS2+4FeCl3=2S+5FeCl2+CuCl2 PbS+2FeCl3=S+PbCl2+2FeCl2

1)黄铜矿( CuFeS2 )中Fe元素的化合价为 ______ ,提高方铅矿酸浸效率的措施有 ______ (写出两种方法即可)。

2)过滤过程中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 ______ ;单质A ______ ,在此工艺操作中可循环利用的物质有铅和 ______

3)在酸性的FeCl2溶液中加入H2O2溶液,其反应的离子方程式为 ______

4PbSO4PbS加热条件下反应的化学方程式为 ______

将沉淀PbSO4与足量的碳酸钠溶液混合,沉淀可转化可转化为PbCO3,写出该反应的平衡常数表达式:K= ______ 。(已知KspPbSO4=1.6×10-5KspPbCO3=3.3×10-14

5)铅蓄电池的电极材料分别是PbPbO2,电解质溶液为硫酸;铅蓄电池充放电的总反应方程式为:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O,充电时,铅蓄电池阳极的电极反应式为 ______

【答案】+2 搅拌,适当提高酸的浓度,加热,将矿石粉碎,延长浸取时间等 漏斗 S 盐酸和氯化铁溶液 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O PbSO4+PbS2Pb+2SO2 PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+

【解析】

方铅矿中加入氯化铁溶液酸浸,发生氧化还原反应生成S,过滤,单质AS,滤液A中含有FeCl2CuCl2以及PbCl2等,加入适量Pb粉可置换出铜,滤液B中含有FeCl2PbCl2等,经冷水冷却,过滤可得到PbCl2晶体,加入适量硫酸可生成盐酸和硫酸铅,其中盐酸循环使用,硫酸铅中加入PbS发生氧化还原反应生成Pb和二氧化硫气体,FeCl2溶液中加入过氧化氢,发生氧化还原反应生成FeCl3,可循环使用。

1CuFeS2Cu+2价,S-2价,则Fe元素的化合价为+2价,方铅矿酸浸为固体和溶液的反应,为提高反应的速率,可加热、增大溶液浓度、增大固体的接触面积或搅拌等,故答案为:+2;搅拌,适当提高酸的浓度,加热,将矿石粉碎,延长浸取时间等;

2)过滤过程中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗,由以上分析可知单质AS,在此工艺操作中可循环利用的物质有铅和盐酸、氯化铁溶液,

故答案为:漏斗;S;盐酸和氯化铁溶液;

3FeCl2溶液中加入过氧化氢,发生氧化还原反应生成FeCl3,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O

故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O

4)硫酸铅中加入PbS发生氧化还原反应生成Pb和二氧化硫气体,反应的化学方程式为PbSO4+PbS2Pb+2SO2PbSO4转化为PbCO3的反应为PbSO4s+CO32-PbCO3s+SO42-,该反应平衡常数表达式K=

故答案为:PbSO4+PbS2Pb+2SO2

5)充电时,阳极上PbSO4失电子发生氧化反应,电极反应式为PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+

故答案为:PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+

关闭