专题十一 第四讲 主族金属——铅及其化合物(含解析)2026届高中化学大一轮复习讲义

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名称 专题十一 第四讲 主族金属——铅及其化合物(含解析)2026届高中化学大一轮复习讲义
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资源类型 试卷
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科目 化学
更新时间 2025-07-28 22:03:30

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铅及其化合物
【核心知识梳理】
1.铅(Pb)的原子结构——82Pb
电子排布式 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p2
简化电子排布式 [Xe]4f145d106s26p2
原子结构示意图
价层电子排布图(轨道表示式)
价层电子排布式 6s26p2
周期表中的位置 第六周期第ⅣA族
2.铅(Pb)
(1)物理性质:银灰色有光泽的重金属,在空气中易氧化而失去光泽,变灰暗,质柔软,延性弱,展性强。密度11.34 g·cm-3,熔点327.5℃,沸点1740℃ 。有较强的抗放射穿透的性能
(2)化学性质
①与非金属反应
a.常温时Pb在空气中稳定存在,但表面易形成PbO和Pb2(OH)2CO3保护膜而不易被腐蚀
2Pb+O2+CO2===Pb2(OH)2CO3
b.与O2反应:熔融的铅空气反应生成一氧化铅 ( https: / / baike. / item / %E4%B8%80%E6%B0%A7%E5%8C%96%E9%93%85 / 2653025" \t "https: / / baike. / item / %E9%93%85 / _blank ),将铅在纯氧中加热可得二氧化铅 ( https: / / baike. / item / %E4%BA%8C%E6%B0%A7%E5%8C%96%E9%93%85 / 10222801" \t "https: / / baike. / item / %E9%93%85 / _blank )
c.易和卤素、硫化合,生成PbCl4、PbI2、PbS
②与酸反应
a.Pb与稀盐酸可以缓慢反应,但因生成难溶的PbCl2覆盖反应物而使反应终止:Pb+2HCl===PbCl2↓+H2↑
b.加热条件下与浓盐酸反应生成氢气Pb+4HCl(浓)H2[PbCl4]+H2↑
c.在氧气存在时可以溶于醋酸,生成弱电解质Pb(CH3COO)2
2Pb+4CH3COOH+O2===2Pb(CH3COO)2+2H2O
d.与浓、稀硝酸反应——硝酸不能将Pb氧化到+ 4价态
Pb+4HNO3(浓)===Pb(NO3)2+2NO2↑+2H2O,3Pb+8HNO3(稀)===3Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O
③与碱反应:Pb+2OH-===PbO+H2↑
3.铅的含氧化合物——PbO、PbO2、Pb3O4
(1)PbO:黄丹,又名密陀僧,药材。溶于HNO3或CH3COOH中成可溶性Pb(II)盐
PbO为两性氧化物,既能溶于酸又能溶于碱
PbO+2HCl===PbCl2+H2O,PbO+2NaOH+H2O===Na2[Pb(OH)4]
(2)PbO2:棕黑色,有强氧化性,是常用的强氧化剂
①与H2O2反应:PbO2+H2O2+2 H+===Pb2++O2↑+2H2O)
②与浓盐酸反应:PbO2+4HClPbCl2+Cl2↑+2H2O
③可以将Mn2+氧化为MnO:5PbO2+2Mn2++4H+===5Pb2++2MnO===2H2O
④PbO2制备[要在碱性条件下制备,用浓硝酸不能制得Pb(IV)]:Pb(OH)+ClO-=PbO2+Cl-+OH-+H2O
(3)Pb3O4:红丹,又名铅丹。可以认为是Pb(II))2Pb(IV))O4可看作2PbO PbO2 ,高温下分解,不溶于水,溶于热碱溶液,溶于酸时表现出氧化性
Pb3O4+8HCl===3PbCl2+Cl2↑+4H2O
4.醋酸铅[(CH3COO)2Pb]
实验室里用醋酸铅试纸检验H2S:H2S+(CH3COO)2Pb===PbS↓(黑色)+2CH3COOH
【巩固练习】
1.古文献《余冬录》中对胡粉[主要成分为2PbCO3 Pb(OH)2]的制法有如下描述:“铅块悬酒缸内,封闭四十九日,开之则化为粉矣,化不白者炒为黄丹(Pb3O4),黄丹滓为密陀僧(PbO)”。下列说法不正确的是
A.胡粉难溶于水 B.铅块化为胡粉的过程中发生了氧化还原反应
C.黄丹(Pb3O4)的化学式也可表示为PbO Pb2O3 D.密陀僧与碳粉高温加热又可以制得铅
2.废旧铅蓄电池会导致铅污染,RSR工艺回收铅的化工流程如图所示。下列有关说法错误的是
已知:i.铅膏的主要成分是PbO2和PbSO4;HBF4是强酸
ii.Ksp(PbSO4)=1.6×10-8、Ksp(PbCO3)=7.4×10-14
A.步骤②中反应PbSO4(s)+CO(aq)PbCO3(s)+SO(aq)的化学平衡常数K约为2.2×105
B.操作③需要用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
C.步骤④发生反应的离子方程式为PbCO3+2H+===Pb2++CO2↑+H2O
D.副产品M的主要成分是(NH4)2SO3
3.(2024·山东卷)以铅精矿(含PbS,Ag2S等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流程如下,回答下列问题:
(1)“热浸”时,难溶的PbS和Ag2S转化为[PbCl4]2-和[AgCl2]-及单质硫。溶解等物质的量的PbS和Ag2S时,消耗Fe3+物质的量之比为_______;溶液中盐酸浓度不宜过大,除防止“热浸”时HCl挥发外,另一目的是防止产生_______(填化学式)
(2)将“过滤Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反复用饱和食盐水热溶,电解所得溶液可制备金属Pb“电解I”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用,利用该吸收液的操作单元为_______
(3)“还原”中加入铅精矿的目的是___________________
(4)“置换”中可选用的试剂X为_______(填标号)
A.Al B.Zn C.Pb D.Ag
“置换”反应的离子方程式为_______________________________
(5)“电解II”中将富银铅泥制成电极板,用作_______(填“阴极”或“阳极”)
4.(2024·浙江6月卷)矿物资源的综合利用有多种方法,如铅锌矿(主要成分为PbS、ZnS)的利用有火法和电解法等。请回答:
已知:①PbCl2(s)PbCl2(aq)H2[PbCl4];②电解前后ZnS总量不变;③易溶于水。
(1)根据富氧煅烧(在空气流中煅烧)和通电电解(如图)的结果,PbS中硫元素体现的性质是 (选填“氧化性”、“还原性”、“酸性”、“热稳定性”之一)。产物B中有少量Pb3O4,该物质可溶于浓盐酸,Pb元素转化为[PbCl4]2-,写出该反应的化学方程式 ;从该反应液中提取PbCl2的步骤如下:加热条件下,加入 (填一种反应试剂),充分反应,趁热过滤,冷却结晶,得到产品
(2)下列说法正确的是_______
A.电解池中发生的总反应是PbS===Pb+S(条件省略)
B.产物B主要是铅氧化物与锌氧化物
C.1 mol 化合物C在水溶液中最多可中和2 mol NaOH
D.ClF的氧化性弱于Cl2
(3)D的结构为(X=F或Cl),设计实验先除去样品D中的硫元素,再用除去硫元素后的溶液探究X为何种元素
①实验方案:取D的溶液,加入足量NaOH溶液,加热充分反应,然后____________________________
②写出D(用HSO3X表示)的溶液与足量NaOH溶液反应的离子方程式____________________________
5.(2022 全国乙卷)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb。还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3
Ksp 2.5×10-8 7.4×10-14 1.1×10-10 2.6×10-9
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的如下表:
金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2
开始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1
回答下列问题:
(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为____________________________________________,用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因__________________________________________________
(2)在“脱硫”中,加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化,原因是___________________________________
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),还要加入H2O2
(ⅰ)能被H2O2氧化的离子是________
(ⅱ)H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2,其化学方程式为_____________________________________
(ⅲ)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,H2O2的作用是______________
(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9,滤渣的主要成分是______________
(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有______________
6.(2016·北京卷)以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料,制备高纯PbO,实现铅的再生利用。其工作流程如下:
(1)过程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是___________________
(2)过程Ⅰ中,Fe2+催化过程可表示为:i:2Fe2++PbO2+4H++SO42 ===2Fe3++PbSO4+2H2O ii: ……
①写出ii的离子方程式:____________________________________________________________
②下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整
a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液几乎无色,再加入少量PbO2,溶液变红
b._______________________________________________________________________________
(3)PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq),其溶解度曲线如图。
①过程Ⅱ的目的是脱硫。滤液Ⅰ经处理后可在过程Ⅱ中重复使用,其目的是________
A.减少PbO的损失,提高产品的产率
B.重复利用NaOH,提高原料的利用率
C.增加Na2SO4浓度,提高脱硫效率
②过程Ⅲ的目的是提纯。结合上述溶解度曲线,简述过程Ⅲ的操作____________________________________
____________________________________________________
7.三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O,其相对分子质量为990)简称“三盐”,不溶于水及有机溶剂。主要适用于不透明的聚氯乙烯硬质管、注射成型制品,也可用于人造革等软质制品。以铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐的工艺流程如下图所示
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已知:Ksp(PbSO4)=1.82×10-8,Ksp(PbCO3)=1.46×10-13
请回答下列问题:
(1)写出步骤①“转化”的离子方程式:____________________________________________
(2)根据下图溶解度曲线,由滤液1得到Na2SO4固体的操作为:将“滤液1”________、________、用乙醇洗涤后干燥
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(3)步骤③“酸溶”,为提高酸溶速率,可采取的措施是_______________________________(任意写出一条)
(4)“滤液2”中可循环利用的溶质为________(填化学式)。若步骤④“沉铅”后的滤液中c(Pb2+)=1.82×10-5mol·L-1,则此时c(SO)=________mol·L-1
(5)步骤⑥“合成”三盐的化学方程式为____________________________________________
(6)若消耗100.0 t铅泥,最终得到纯净干燥的三盐49.5 t,假设铅泥中的铅元素有75%转化为三盐,则铅泥中铅元素的质量分数为________
8.铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料。回答下列问题:
(1)铅是碳的同族元素,比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第_____周期第____族;PbO2的水化物的酸性比CO2的水化物的酸性______(填“强”或“弱”)
(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为____________________________
(3)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为____________________________;PbO2也可以通过石墨为电极,Pb(NO3)2 和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生反应的电极反应式为_________________,阴极上观察到的现象是________________;若电解液中不加入Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式为_______________________,这样做的主要缺点是___________________
(4)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示,已知失重曲线上的a点为样品失重的4.0%(即样品起始质
量—a点固体质量/样品起始质量×100%)的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2·nPbO,列式计算x值和m∶n值________
9.硫酸铅,又名石灰浆,可用于铅蓄电池、纤维增重剂、涂料分析试剂。工业上通常用自然界分布最广的方铅矿(主要成分为PbS)生产硫酸铅。工艺流程如下:
已知:①Ksp(PbSO4)=1.08×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×l0-5
②PbCl2(s)+2C1-(aq)PbCl(aq) ΔH>0
③Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式开始沉淀时的pH值分别为1.9和7
(1)流程中加入盐酸可以控制溶液的pH<1.9,主要目的是__________________________________,反应过程中可观察到淡黄色沉淀,则①对应的离子方程式为_____________________
(2)②所得的滤液A蒸发浓缩后再用冰水浴的目的是____________________________________________________
_____________________________________________________________________(请用平衡移动原理解释)
(3)④中对应反应的平衡常数表达式________
(4)上述流程中可循环利用的物质有_________________
(5)炼铅和用铅都会使水体因重金属铅的含量增大而造成严重污染。水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、Pb(OH)、Pb(OH)。各形态的铅浓度分数x与溶液pH变化的关系如图所示:
①探究Pb2+的性质:向含Pb2+的溶液中逐滴滴加NaOH,溶液变浑浊,继续滴加NaOH溶液又变澄清;pH≥13时,溶液中发生的主要反应的离子方程式为_________________
②除去溶液中的Pb2+:科研小组用一种新型试剂可去除水中的痕量铅和其他杂质离子,实验结果记录如下:
离子 Pb2+ Ca2+ Fe3+ Mn2+
处理前浓度/(mg·L-1) 0.100 29.8 0.12 0.087
处理后浓度/(mg·L-1) 0.004 22.6 0.04 0.053
I.由表可知该试剂去除Pb2+的效果最好,请结合表中有关数据说明去除Pb2+比Fe3+效果好的理由是________
______________________________________________________
Ⅱ.若新型试剂(DH)在脱铅过程中主要发生的反应为:2DH(s)+Pb2+D2Pb(s)+2H+,则脱铅时最合适的pH约为________
10.工业上,利用冶铅废料[含有Pb、PbO、PbS、PbCO3、Pb(OH)2、C以及Fe及其氧化物等]制取立德粉(ZnS·BaSO4)和再提取铅的工艺流程如下:
已知:①醋酸铅易溶于水,难电离
②常温下,Ksp(PbSO4)=1.6×10-8;Ksp(PbCO3)=8.0×10-14
回答下列问题:
(1)为了加快①的反应速率,通常选用6 mol·L-1的硝酸和60℃的反应条件,若温度继续升高,反而不利于反应的进行,原因可能是___________
(2)步骤④若在实验室进行分离操作必需的玻璃仪器有________________________________,滤渣1的主要成分是硫酸铅,洗涤硫酸铅最好选用_____
A.蒸馏水 B.苯 C.稀硫酸 D.饱和碳酸钠
(3)写出步骤③反应的离子方程式_______________________________________________
(4)采用电解法精炼铅,海绵铅连接电源的______极(填正、负),生成铅的电极反应式为___________________
(5)处理含铅废料1t(含铅以PbO计,质量分数为11.15%),若回收率为90%,则得到的铅质量_____g
【铅及其化合物】答案
1.C。解析:A.胡粉的主要成分为2PbCO3 Pb(OH)2,2PbCO3 Pb(OH)2属于难溶物质,A正确;B.铅块化为胡粉的过程中Pb的化合价从0升高到+2价,化合价发生变化,属于氧化还原反应,B正确;C.Pb3O4中Pb的化合价为+2和+4价,黄丹(Pb3O4)的化学式也可表示为2PbO PbO2,C错误;D.密陀僧的成分为PbO,故其与碳粉高温加热发生反应:2PbO+CPb+CO2,又可以制得铅,D正确;故答案为:C。
2.D。解析:A.步骤②中反应PbSO4(s)+CO(aq)PbCO3(s)+SO(aq)的化学平衡常数K=2.2×105,A正确;
B.操作③为分离固液的操作,是过滤,需要用的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,B正确;
C.HBF4是强酸,和碳酸铅反应生成二氧化碳、水、和Pb(BF4)2,故步骤④发生反应的离子方程式为PbCO3+2H+=Pb2++CO2↑+H2O,C正确;
D.副产品M的主要成分是(NH4)2SO4,D错误;
故选D。
3.(1)1:1 H2S
(2)热浸
(3)将过量的Fe3+还原为Fe2+
(4)C
(5)阳极
解析:本题以铅精矿(含,等)为主要原料提取金属和, “热浸”时,难溶的和转化为和及单质硫,被还原为Fe2+,过滤I除掉单质硫滤渣,滤液中在稀释降温的过程中转化为PbCl2沉淀,然后用饱和食盐水热溶,增大氯离子浓度,使PbCl2又转化为,电解得到Pb;过滤II后的滤液成分主要为、FeCl2、FeCl3,故加入铅精矿主要将FeCl3还原为FeCl2,试剂X将置换为Ag,得到富银铅泥,试剂X为铅,尾液为FeCl2。
(1)“热浸”时,将和中-2价的硫氧化为单质硫,被还原为Fe2+,在这个过程中Pb和Ag的化合价保持不变,所以等物质的量的和时,S2-物质的量相等,所以消耗的物质的量相等,比值为1:1;溶液中盐酸浓度过大,这里主要考虑氢离子浓度会过大,会生成H2S 气体。
(2)“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶,会溶解为,电解溶液制备金属,在阴极产生,阳极Cl-放电产生Cl2, 尾液成分为FeCl2,FeCl2吸收Cl2后转化为FeCl3,可以在热浸中循环使用。
(3)过滤Ⅱ所得的滤液中有过量的未反应的Fe3+,根据还原之后可以得到含硫滤渣,“还原”中加入铅精矿的目的是是将将过量的Fe3+还原为Fe2+。
(4)“置换”中加入试剂X可以可以得到富银铅泥,为了防止引入其他杂质,则试剂X应为Pb,发生的反应为:。
(5)“电解II”中将富银铅泥制成电极板,电解Ⅱ得到金属银和金属铅,将银和铅分离出来,所以不可能作为阴极,应作为阳极板,阳极放电视,银变成阳极泥而沉降下来,铅失电子为Pb2+,阴极得电子得到Pb,所以电极板应作阳极。
4.(1)还原性 Pb3O4+14HCl(浓)===3H2[PbCl4]+4H2O+Cl2↑ PbO或Pb(OH)2或PbCO3
(2)AB
(3)加入足量Ba(NO3)2溶液充分反应,静置后取上层清液,再加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则有Cl-,反之则有F- HSO3X+3OH-===SO+X-+2H2O
解析:铅锌矿(主要成分为PbS、ZnS)富氧煅烧得到SO2和Pb、Zn元素的氧化物,SO2与等物质的量的ClF反应得到化合物C,结构简式为,化合物C()水解生成液态化合物D(,X=F或Cl)和气态化合物E(HCl或HF)。(1)根据富氧煅烧和通电电解的结果,PbS中硫元素化合价升高,体现的性质是还原性。产物B中有少量Pb3O4,该物质可溶于浓盐酸,Pb元素转化为[PbCl4]2-,该反应的化学方程式:Pb3O4+14HCl(浓)===3H2[PbCl4]+4H2O+Cl2↑;根据PbCl2(s)PbCl2(aq)H2[PbCl4]可得反应:PbCl2(aq)+2HClH2[PbCl4],要从该反应液中提取PbCl2,则所加试剂应能消耗H+使平衡逆向移动,且不引入杂质,则步骤为:加热条件下,加入PbO或Pb(OH)2或PbCO3,充分反应,趁热过滤,冷却结晶;(2)A项,根据图示和已知②可知,电解池中阳极上Fe2+生成Fe3+,Fe3+氧化PbS生成S、Pb2+和Fe2+,阴极上PbCl2生成Pb,发生的总反应是:PbS===Pb+S (条件省略),A正确;B项,铅锌矿(主要成分为PbS、ZnS)富氧煅烧得到SO2和Pb、Zn元素的氧化物,则产物B主要是铅氧化物与锌氧化物,B正确;C项,化合物C是,卤素原子被-OH取代后生成H2SO4和HCl、HF,则1mol化合物C在水溶液中最多可中和4molNaOH,C错误;D项, ClF的氧化性由+1价的Cl表现,Cl2的氧化性由0价的Cl表现,则ClF的氧化锌强于Cl2,D错误;故选AB。(3)①D的结构为(X=F或Cl),加入足量NaOH溶液,加热充分反应,生成Na2SO4和NaX,则实验方案为:取D的溶液,加入足量NaOH溶液,加热充分反应,然后加入足量Ba(NO3)2溶液充分反应,静置后取上层清液,再加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则有Cl-,反之则有F-;②D(用HSO3X表示)的溶液与足量NaOH溶液反应生成Na2SO4和NaX,发生反应的离子方程式是:HSO3X+3OH-===SO+X-+2H2O。
5.(1)PbSO4(s)+CO(aq)PbCO3(s)+SO(aq)
反应PbSO4(s)+CO(aq)PbCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K==3.4105>105,PbSO4可以比较彻底的转化为PbCO3
(2)反应BaSO4(s)+CO(aq)BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K==0.04<<105,反应正向进行的程度有限
(3)①Fe2+ ②Pb+H2O2+2HAc===Pb(Ac)2+2H2O ③作还原剂
(4)Fe(OH)3、Al(OH)3
(5)Ba2+、Na+
解析:铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb,还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等,向铅膏中加入碳酸钠溶液进行脱硫,硫酸铅转化为碳酸铅,过滤,向所得固体中加入醋酸、过氧化氢进行酸浸,过氧化氢可将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,酸浸后溶液的pH约为4.9,依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知,滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁,过滤后,向滤液中加入氢氧化钠溶液进行沉铅,得到氢氧化铅沉淀,滤液中的金属阳离子主要为钠离子和钡离子,氢氧化铅再进行处理得到PbO。
(1)“脱硫”中,碳酸钠溶液与硫酸铅反应生成碳酸铅和硫酸钠,反应的离子方程式为:PbSO4(s)+CO(aq)PbCO3(s)+SO(aq),由一些难溶电解质的溶度积常数的数据可知,Ksp(PbCO3)=7.410-14,Ksp(PbSO4)=2.510-8,反应PbSO4(s)+CO(aq)PbCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K====≈3.4105>105,说明可以转化的比较彻底,且转化后生成的碳酸铅可由酸浸进入溶液中,减少铅的损失。
(2)反应BaSO4(s)+CO(aq)BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K====≈0.04<<105,说明该反应正向进行的程度有限,因此加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化。
(3)(i)过氧化氢有氧化性,亚铁离子有还原性,会被过氧化氢氧化为铁离子。
(ii)过氧化氢促进金属Pb在醋酸溶液中转化为Pb(Ac)2,过氧化氢与Pb、HAc发生氧还原反应生成Pb(Ac)2和H2O,依据得失电子守恒和原子守恒可知,反应的化学方程式为:Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O。
(iii)过氧化氢也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,铅元素化合价由+4价降低到了+2价,PbO2是氧化剂,则过氧化氢是还原剂。
(4)酸浸后溶液的pH约为4.9,依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知,滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁。
(5)依据分析可知,加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化,铁离子、铝离子转化为了氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,铅转化为了氢氧化铅、最终变为了氧化铅,因此沉铅的滤液中,金属离子有Ba2+和加入碳酸钠、氢氧化钠时引入的Na+。
6.(1)Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O
(2)①2Fe3++Pb+SO===PbSO4+2Fe2+
②b.取a中红色溶液,向其中加入铅粉后,红色褪去
(3)①A、B
②向PbO粗品中加入一定量的35%NaOH溶液,加热至110℃,充分溶解后,趁热过滤,冷却结晶,过滤得到PbO固体
7.(1)PbSO4(s)+CO(aq)PbCO3(s)+SO(aq)
(2)升温结晶 趁热过滤
(3)适当升温(适当增加硝酸浓度等合理答案均可)
(4)HNO3 1×10-3
(5)4PbSO4+6NaOH3PbO·PbSO4·H2O+3Na2SO4+2H2O
(6)55.20%
解析:(1)由于Ksp(PbSO4)=1.82×10-8>Ksp(PbCO3)=1.46×10-13,所以步骤①加入碳酸钠溶液,把硫酸铅转化为碳酸铅,反应的离子方程式为PbSO4(s)+CO(aq)??PbCO3(s)+
SO(aq)。
(2)滤液1的溶质主要是Na2SO4和过量的Na2CO3,将“滤液1”升温结晶、趁热过滤、用乙醇洗涤后干燥得到Na2SO4固体。
(4)Pb、PbO和PbCO3在硝酸的作用下转化成Pb(NO3)2,Pb(NO3)2中加硫酸转化成PbSO4和硝酸,HNO3可循环利用;根据Ksp(PbSO4)=1.82×10-8,若滤液中c(Pb2+)=1.82×10-5mol·L-1,则溶液中的c(SO)== mol·L-1=1×10-3mol·L-1。
8.(1)六 ⅣA 弱
(2)PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2↑+2H2O
(3)PbO+ClO-===PbO2+Cl- Pb2++2H2O-2e-===PbO2↓+4H+ 石墨上包上铜镀层
Pb2++2e-===Pb↓ 不能有效利用Pb2+
(4)根据PbO2PbOx+(2-)O2↑,有(2-)×32=239×4.0%,x=2-(239×4.0%/16)=1.4,根据mPbO2·nPbO,2m+n/m+n=1.4,m∶n=2/3
9.(1)防止Fe3+的水解形成沉淀 2Fe3++PbS+2Cl-===2Fe2++S+PbCl2
(2)用冰水浴的目的是用冰水浴使反应PbCl2(s)+2C1-(aq)PbCl(aq)逆向移动,使PbCl4-不断转化为Pb Cl2晶体而析出
(3)K=eq \f(c2(Cl-),c(SO))
(4)盐酸和氯化铁
(5)Pb(OH)+OH ===Pb(OH)
I.加入试剂Pb2+比Fe3+效果好的理由是加入试剂,二价铅离子浓度转化率为×100%=96%,三价铁离子浓度转化率为×100%=67%,所以去除二价铅离子比三价铁离子的效果好
II .6
解析:(1)流程中加入盐酸可以控制溶液的pH<1.9,主要目的是防止Fe3+的水解形成沉淀。根据题中反应物为PbS、FeCl3,生成物中有S单质,结合题中所给的PbCl2难溶于水,可得方程式为:2Fe3++PbS+2Cl ===2Fe2++S+PbCl2;
(2)②所得的滤液A蒸发浓缩后再用冰水浴的目的是用冰水浴使反应PbCl2(s)+2C1-(aq)PbCl(aq)逆向移动,使PbCl不断转化为Pb Cl2晶体而析出。
(3)难溶物不要出现在表达式中,该对应的平衡常数表达式为:K=eq \f(c2(Cl-),c(SO));
(4)上述流程中可循环利用的物质有盐酸和氯化铁;
(4)①根据图可知该离子方程式为:Pb(OH)+OH ===Pb(OH),Pb2+比Fe3+效果好的理由是加入试剂,二价铅离子浓度转化率为×100%=96%,三价铁离子浓度转化率为×100%=67%,所以去除二价铅离子比三价铁离子的效果好。由图像可知要使铅以Pb2+存在,溶液的pH值在6左右。
10.(1)温度过高,硝酸易分解
(2)漏斗、烧杯、玻璃棒 C
(3)PbSO4+2CH3COO-===(CH3COO)2Pb+SO
(4)正极 Pb2++2e-=Pb
(5)9.315×104
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