Question

【題目】用冶鉛廢渣(含Pb、PbO、PbS及Zn、Fe、Cu等雜質(zhì))制取立德粉和回收鉛的工藝流程如下：

(1)“酸浸”時(shí)，PbS被氧化生成S，硝酸被還原為NO，則氧化0.3 mol PbS時(shí)，消耗HNO3______mol。

(2)“溶解、煮沸”時(shí)會(huì)發(fā)生多個(gè)反應(yīng)。

①PbSO4溶解的離子方程式為__________________。（已知：Pb(CH3COO)2是弱電解質(zhì)）

②“沉鉛”時(shí)生成的沉淀中混有Fe3+，煮沸時(shí)醋酸鐵水解的化學(xué)方程式為__________________。

(3)海綿鉛(含少量Zn、Cu等雜質(zhì))進(jìn)行“電解精煉”時(shí)，用PbSiF6、H2SiF6的混合溶液作電解液，海綿鉛作_____(填“陽(yáng)”或“陰”)極，陽(yáng)極泥的主要成分是______(填化學(xué)式)。

(4)B301立德粉(ZnS·BaSO4)中ZnS的理論含量為29.4%。

①若要生產(chǎn)ZnS的理論含量為62.5%的B311高ZnS立德粉，可用的原料除BaS外，另兩種原料可能為______。(填標(biāo)號(hào))

A. ZnSO4 B.NaCl C. ZnCl2 D. Na2SO4

②測(cè)定立德粉中ZnS的含量常用酸溶，調(diào)節(jié)pH至1~3，然后滴定形成K2Zn3[Fe(CN)6]2沉淀，該沉淀的溶度積常數(shù)Ksp的表達(dá)式為______。

(5)濾液4經(jīng)加熱后可返回______工序循環(huán)使用。

Answer 1

【答案】0.8 2CH3COO-+PbSO4=(CH3COO)2Pb+ Fe(CH3COO)3+2H2OCH3COOFe(OH)2↓+2CH3COOH 陽(yáng) Cu AC c2(K+)·c3(Zn2+)·c2{[Fe(CN)6]4-} 溶解、煮沸

【解析】

向冶鉛廢渣中加入6mol/L HNO3溶液，廢渣中的Pb、PbO、PbS和Zn、Fe均可以發(fā)生反應(yīng)，而Cu不發(fā)生反應(yīng)而形成浸渣；隨后向溶液中加入濃硫酸，此時(shí)溶液中的Pb2+結(jié)合硫酸根形成硫酸鉛沉淀，達(dá)到沉鉛的目的；沉鉛過(guò)程中會(huì)有少量Fe3+伴隨沉淀，將沉淀與溶液進(jìn)行過(guò)濾得到濾渣，向?yàn)V渣中加入醋酸銨溶液，使硫酸鉛變?yōu)榭扇苄缘拇姿徙U，向含有醋酸鉛的溶液中鋅單質(zhì)，將Pb2+還原Pb，此時(shí)將體系過(guò)濾，得到海綿鉛和含Zn溶液；含Zn溶液中含有硫酸根，向含Zn溶液中加入BaS，Zn2+可以與BaS反應(yīng)生成溶解度更小的ZnS，而Ba2+與溶液中的硫酸根反應(yīng)生成BaSO4，ZnS與BaSO4二者同時(shí)沉淀得到B301立德粉。

(1)根據(jù)題目，“酸浸”時(shí)，PbS被氧化生成S，硝酸被還原為NO，可寫出化學(xué)方程式3PbS+8HNO3=3Pb(NO3)2+3S↓+2NO↑+4H2O，當(dāng)氧化0.3mol PbS時(shí)消耗硝酸0.8mol，答案為：0.8mol；

(2)①溶解過(guò)濾后向?yàn)V渣中加入醋酸銨溶液，濾渣中的硫酸鉛可以與醋酸銨溶液反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為2CH3COO-+PbSO4=(CH3COO)2Pb+，答案為：2CH3COO-+PbSO4=(CH3COO)2Pb+；

②“沉鉛”時(shí)生成的沉淀中混有Fe3+，此時(shí)加熱溶液，醋酸鐵水解得到CH3COOFe(OH)2沉淀，水解過(guò)程的反應(yīng)方程式為Fe(CH3COO)3+2H2OCH3COOFe(OH)2↓+2CH3COOH，答案為：Fe(CH3COO)3+2H2OCH3COOFe(OH)2↓+2CH3COOH；

(3)海綿鉛中含有少量的雜質(zhì)，此時(shí)用電解精煉的方法可以進(jìn)行提純，在電解精煉過(guò)程中需要將海綿鉛作為電解池的陽(yáng)極，純鉛作為電解池陰極，陽(yáng)極的電極方程式為Zn-2e-=Zn2+，陰極的電解方程式為Zn2++2e-=Zn，電解過(guò)程中因含有Zn、Cu等雜質(zhì)，而Zn的活動(dòng)性強(qiáng)于Pb，放電后得到的陽(yáng)極泥的主要成分為Cu，答案為：陽(yáng)、Cu；

(4)①立德粉的主要成分是ZnS·BaSO4，以BaS為原料制備立德粉，還需要含Zn的物質(zhì)，四個(gè)選項(xiàng)中含有Zn的為AC選項(xiàng)，故答案為：AC；

②K2Zn3[Fe(CN)6]2為難溶電解質(zhì)，存在沉淀溶解平衡，沉淀溶解平衡的溶度積常數(shù)為Ksp=c2(K+)·c3(Zn2+)·c2{[Fe(CN)6]4-}，答案為c2(K+)·c3(Zn2+)·c2{[Fe(CN)6]4-}；

(5)濾液3中加入BaS后得到濾液4和立德粉，濾液4的主要成分為醋酸銨，可以將醋酸銨返回至溶解、煮沸步驟繼續(xù)使用，答案為：溶解、煮沸。