Question

【題目】PbCO3廣泛用于陶瓷、油漆和顏料配制等。一種由方鉛礦（主要成分為PbS，含少量FeS）和軟錳礦（主要成分為MnO2）為原料制備PbCO3的流程如圖：

已知：①“酸浸”時(shí)PbS反應(yīng)的方程式為PbS+MnO2+4Cl-+4H+=== PbCl42-+Mn2++S+2H2O。PbCl2易溶于熱水，難溶于冷水。在鹽酸中因與Cl-形成配合離子PbCl42-而增大PbCl2的溶解度.

②常溫下，幾種金屬離子沉淀的pH如表：

氫氧化物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Mn（OH）2
開(kāi)始沉淀的pH	1.5	7.5	8.8
完全沉淀的pH	2.3	9.7	10.4

（1）“酸浸”之前需要將方鉛礦、軟錳礦和氧化鈉粉碎并混合均勻，其目的是____。

（2）“趁熱抽濾”的目的是___。

（3）鐵錳濾液中陽(yáng)離子主要是Mn2+，還含少量Fe3+、Fe2+。從鐵錳濾液中得到較純錳鹽溶液有兩種方案：

方案甲：向?yàn)V液中加入酸化的雙氧水，再加入足量MnCO3粉末，過(guò)濾得到錳鹽溶液。

方案乙：向?yàn)V液中加入稀硫酸酸化，然后加入二氧化錳粉末，充分反應(yīng)；最后，加氨水調(diào)節(jié)溶液pH，過(guò)濾。

①方案甲中加入MnCO3的目的是_____。

②用離子方程式表示方案乙中“加入二氧化錳”的作用：____。

已知常溫下，Ksp[Fe（OH）3]≈1.0×10-38，為了使溶液中c（Fe3+）=1.0×10-5mol·L-1，此時(shí)溶液的pH= ____。

③從操作、產(chǎn)品純度角度考慮，方案____（填“甲”或”乙”）優(yōu)于另一種方案。

（4）研究工業(yè)生產(chǎn)中溫度對(duì)浸出率的影響如圖所示，則生產(chǎn)中浸出過(guò)程的最佳溫度是___。

（5）向氯化鉛（難溶于水）產(chǎn)品中加入氯化鈉溶液和碳酸鈉溶液，得到碳酸鉛產(chǎn)品后，要經(jīng)過(guò)“過(guò)濾、洗滌、干燥”等操作，檢驗(yàn)碳酸鉛是否洗滌干凈的操作是____。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，加快浸出速率，提高原料利用率 避免鉛的化合物析出 中和酸，使Fe3+全部轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3 MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2O 3 甲 70℃ 取最后一次洗滌液于試管中，滴加硝酸酸化，再滴加AgNO3溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則洗滌干凈；若有白色沉淀生成，則未洗滌干凈

【解析】

（1）增大固體的接觸面可以加快反應(yīng)速率；

(2) PbCl2易溶于熱水，難溶于冷水；

（3）①M(fèi)nCO3消耗H+，加入MnCO3溶液pH升高，促進(jìn)鐵離子完全水解生成氫氧化鐵沉淀；

②根據(jù)二氧化錳具有氧化性分析；根據(jù)Ksp[Fe（OH）3]≈1.0×10-38計(jì)算溶液的pH；

③方案甲不引入新雜質(zhì)。方案乙需要測(cè)定pH；

（4）根據(jù)圖像、結(jié)合能效分析；

（5）碳酸鉛表面吸附有氯離子、碳酸根離子等，檢驗(yàn)氯離子是否存在，以判斷碳酸鉛是否洗滌干凈。

（1）將方鉛礦、軟錳礦和氧化鈉粉碎并混合均勻，能增大固體與液體的接觸面，加快反應(yīng)速率，提高原料利用率。

（2）PbCl2易溶于熱水，難溶于冷水，題意獲得鉛的化合物溶液，其目的是避免鉛的化合物析出，防止鉛的化合物損失。

（3）①M(fèi)nCO3+2H+===Mn2++CO2↑+H2O，MnCO3消耗H+，加入MnCO3溶液pH升高，促進(jìn)鐵離子完全水解生成氫氧化鐵。

②二氧化錳其有氧化性，在酸性介質(zhì)中能把亞鐵離子氧化為鐵離子，反應(yīng)的離子方程式是MnO2+2Fe2++4H+===Mn2++2Fe3++2H2O。

，c（H+）=1.0×10-3mol·L-1，pH=3。

③方案甲操作簡(jiǎn)便，不引入新雜質(zhì)。方案乙需要測(cè)定pH，操作較復(fù)雜且引入銨鹽雜質(zhì)。方案甲優(yōu)于方案乙。

（4）觀察圖像，選擇浸出率最高且耗能較低的條件為最佳條件，如70~90℃之間浸出率接近相等，但是，70℃時(shí)節(jié)能，成本低，所以浸出過(guò)程的最佳溫度是70℃。

（5）碳酸鉛表面吸附有氯離子、碳酸根離子等，檢驗(yàn)氯離子是否存在，以判斷碳酸鉛是否洗滌干凈，方法是：取最后一次洗滌液于試管中，滴加硝酸酸化，再滴加AgNO3溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則洗滌干凈，若有白色沉淀生成，則未洗滌干凈。