Question

【題目】下面是某課外小組從初選后的方鉛礦（主要成分PbS，含少量黃銅礦（CuFeS2））中提取硫磺、銅、鉛的工藝流程：

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

（1）黃銅礦（　CuFeS2　）中Fe元素的化合價(jià)為 ______ ，提高方鉛礦酸浸效率的措施有 ______ （寫(xiě)出兩種方法即可）。

（2）過(guò)濾過(guò)程中用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、 ______ ；單質(zhì)A是 ______ ，在此工藝操作中可循環(huán)利用的物質(zhì)有鉛和 ______ 。

（3）在酸性的FeCl2溶液中加入H2O2溶液，其反應(yīng)的離子方程式為 ______ 。

（4）PbSO4與PbS加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ______ 。

將沉淀PbSO4與足量的碳酸鈉溶液混合，沉淀可轉(zhuǎn)化可轉(zhuǎn)化為PbCO3，寫(xiě)出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K= ______ 。（已知Ksp（PbSO4）=1.6×10-5，Ksp（PbCO3）=3.3×10-14）

（5）鉛蓄電池的電極材料分別是Pb和PbO2，電解質(zhì)溶液為硫酸；鉛蓄電池充放電的總反應(yīng)方程式為：PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O，充電時(shí)，鉛蓄電池陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為 ______ 。

Answer 1

【答案】+2 攪拌，適當(dāng)提高酸的濃度，加熱，將礦石粉碎，延長(zhǎng)浸取時(shí)間等 漏斗 S 鹽酸和氯化鐵溶液 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O PbSO4+PbS2Pb+2SO2↑ PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+

【解析】

方鉛礦中加入氯化鐵溶液酸浸，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成S，過(guò)濾，單質(zhì)A為S，濾液A中含有FeCl2、CuCl2以及PbCl2等，加入適量Pb粉可置換出銅，濾液B中含有FeCl2、PbCl2等，經(jīng)冷水冷卻，過(guò)濾可得到PbCl2晶體，加入適量硫酸可生成鹽酸和硫酸鉛，其中鹽酸循環(huán)使用，硫酸鉛中加入PbS發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Pb和二氧化硫氣體，FeCl2溶液中加入過(guò)氧化氫，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成FeCl3，可循環(huán)使用。

（1）CuFeS2中Cu為+2價(jià)，S為-2價(jià)，則Fe元素的化合價(jià)為+2價(jià)，方鉛礦酸浸為固體和溶液的反應(yīng)，為提高反應(yīng)的速率，可加熱、增大溶液濃度、增大固體的接觸面積或攪拌等，故答案為：+2；攪拌，適當(dāng)提高酸的濃度，加熱，將礦石粉碎，延長(zhǎng)浸取時(shí)間等；

（2）過(guò)濾過(guò)程中用到的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗，由以上分析可知單質(zhì)A是S，在此工藝操作中可循環(huán)利用的物質(zhì)有鉛和鹽酸、氯化鐵溶液，

故答案為：漏斗；S；鹽酸和氯化鐵溶液；

（3）FeCl2溶液中加入過(guò)氧化氫，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成FeCl3，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，

故答案為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（4）硫酸鉛中加入PbS發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Pb和二氧化硫氣體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為PbSO4+PbS2Pb+2SO2↑，PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3的反應(yīng)為PbSO4（s）+CO32-PbCO3（s）+SO42-，該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式K=，

故答案為：PbSO4+PbS2Pb+2SO2↑；；

（5）充電時(shí)，陽(yáng)極上PbSO4失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+，

故答案為：PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+。