Question

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是 ______ ，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 ______ 。

（4）PbSO₄与PbS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K_sp（PbSO₄）=1.6×10^-5，K_sp（PbCO₃）=3.3×10^-14）

（5）铅蓄电池的电极材料分别是Pb和PbO₂，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 ______ 。

Answer

+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A为S，滤液A中含有FeCl2、CuCl2以及PbCl2等，加入适量Pb粉可置换出铜，滤液B中含有FeCl2、PbCl2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。

（1）CuFeS2中Cu为+2价，S为-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A是S，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；

（3）FeCl2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+2SO2↑，PbSO4转化为PbCO3的反应为PbSO4（s）+CO32-PbCO3（s）+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+。