主族金属-铅及其化合物

2222322224222322223222242223424343242423223223专题

主族金属铅及其化物一、铅单质（）是密度很大、熔点很低的软金属，平常呈暗灰色，新切开的铅表面有金属光泽，这是因Pb常温时可以在空气中稳定存在，切开后与氧气和二氧化碳反应生成碱式碳酸铅保护膜2Pb+O+CO(OH)CO。（）与盐酸可以缓慢反应，但因生成难溶的PbCl覆反应物使反应终止Pb+2HCl=PbCl↓↑，由于此种特性，工厂或实验室常用它做耐酸反应器的衬里和制存或输送酸液的管道设备；加热件下与浓盐酸反应△生成氢气Pb+4HCl(浓H[PbCl]+H↑在氧气存在时可以溶于醋酸，生成弱电解质

Pb(CH：32COOH+OCOO)+2HO还溶于稀硝酸中成溶的Pb(NO)+稀323223233Pb(NO)2NO↑，于Pb(NO)难于HNO，在配制Pb(NO)溶时，应该用稀HNO。322323323二、铅的氧化物（）俗“密陀僧溶于水，两性偏碱，既能溶于酸又能溶于碱PbO+2HCl=====PbCl；[Pb(OH)]224（O又名铅丹以为是铅酸铅Pb((其组成可由面的实验加以说明O+4HNO2Pb(NO)+PbO↓棕)O3222（）PbO是种溶于水的两性氧化物，其酸性强于碱性；具有强氧化性，可与浓盐酸反生氯气：△PbOPbCl+ClO；以将Mn2222

氧化为-，+2Mn+-O三、铅的其他化合物（）Pb(CHCOO)有甜味，俗称“铅糖于水，难离解，毒性大。它是共价化合物，在溶液中以分子状态存在。其试纸在实验室中常用于检验气Pb(CH+H)COOH（）乙基铅是汽油抗震剂。由于用四乙基铅作为汽油抗震剂，汽油燃烧后的废气中含有铅化物会导致环境污染。现已开发出不含鉛的抗震剂，含该种抗震剂的汽油称为无铅汽油。

222.4g4224422423322232【习题电池是常见的二次电池理图如图所示电池的工作222.4g4224422423322232Pb+PbOSO224

2PbSO+2HO。列判断错误的是（）42A．蓄池的结构中的用可提高电池的工作率2B．蓄电池放电时Pb极的电极反应为：-2e-=PbC．池工作时H+

移向PbO板D．验用铅蓄电池作电源，用惰性电极电解CuSO溶，当阴极析出铜，铅蓄电池内消耗SO424物质的量至少是【答案】B【解析】A．蓄池的结构中正极产生的O，可以快速通过隔板通道传送到负极还原为水，同时能够抑制负极上氢气2的产生，从而可以提高电池的工作效率，故A正确；B．蓄电池中Pb电极为负极，放电时负极发生氧化应，电极反应式为：Pb-2e-+SO2-4

=PbSO，B错误；4C．蓄电池工作时为原电池，原电池中阳离子移向正极，因此H移向PbO板故C正确；D．验用铅蓄电池作电源，用惰性电极电解CuSO溶液，当阴极析出2.4g铜，即=0.0375mol时，转64g/mol移电子，据Pb+PbO═2PbSOO，蓄电池内消耗H物质的量至少是0.075mol，确；故选B【习题】铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射防护材料等。回答下列问题：（1）铅是碳的同族元素，比碳多4个子层，铅在元素周期表的位置为，氧化三铁可写成FeO·FeO

的形式，如果将Pb也成相对应的形式应为：。（2与盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程为：。可与氯酸钠溶液反应制得，其反应的离子方程式为。也以过石墨为电极，Pb(NO)和Cu(NO)的合溶液为电解液解制取。阳极发生的电极反应式，极察到3232的现象是；若电解液中不加入Cu(NO)，阴极发生的电极反应式，这样做的主要缺点是。

2222223222222223222（3在热过程发生分解的失重曲线如图所示，已知重曲线上的点2222223222222223222样品始质量固体质量样品始质量

留固体点体组成表示为mPbO计算x和：

，。【答案】（）六周族2（PbO+4HCl()+2H

+Cl

Pb+2H－=PbO↓++22

石墨上包上铜镀层

Pb

+2e=Pb↓

不能有效利用Pb（）2:3【解析】（）和铅是同一主族元素，都为第四主族，铅比碳多个子层，说明在第六周期，所以铅的置为第六周期eq\o\ac(△,A)eq\o\ac(△,)族。根据第四主族元的化合价分析，铅2和+价所以将Pb写2PbO·PbO

2

（氧铅与浓盐酸反应生成绿色气体产生了氯气时生成氯化铅和水程式为PbO浓+Cl。氧化铅和次氯酸钠反应生成二氧化铅和氯化钠，离子方程为：PbO+ClO

。Pb(NO)和Cu(NO)的合溶液为电解液解制取PbO。2+32322

发生氧化反应生成，所以阳极发生的电极反应式Pb2+－=↓+4H

，阴极反应

，以观察到的现象是石墨上包上铜镀层；若电解液中不加入Cu(NO)，阴极发生的电极反应式+2e-，样做的主要缺点是不能有效利用Pb2+

生成PbO。（若a点体组成表示PbOx则根据x)/2×32=239×4.0%x=1.4若成为mPbO·nPbO，根据原子守恒，氧原子与铅原子根据铋2m+n)/(m+n)=1.4解2:3【习题】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。工业上通常用然界分布最

2234广的方铅矿主成分为PbS)生产硫酸铅工艺流程如下：2234已知：eq\o\ac(△,4)Ksp(PbSO)=1.08×10-

，-5

。eq\o\ac(△,2)(s)+2C1(aq)

PbCl2(aq)4eq\o\ac(△,3+)

、

以氧化物形式开始沉淀时的值分别为1.9和。（）程中加入盐酸可以控制溶液的，主要目的_。反应过程中可观察到淡黄色沉淀，应的离子方程式_。（）eq\o\ac(△,)得的滤液蒸浓缩后再用冰水浴的目的_请用平衡移动理解)（）eq\o\ac(△,)对应反应的平衡常数达_。（）述流程中可循环利用的物质________________。（）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有P+、、-、2-。各形态的铅浓度分数x与液pH变的关系图所示：

2+

、eq\o\ac(△,)究Pb2+

的性质：向含Pb

2+

的溶液中逐滴滴加NaOH，液变浑浊，继续滴加溶又变澄清pH≥13时，溶液中发生的主要反应的离子方程式_________________.。eq\o\ac(△,)去液中的2+：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：

442442．表可知该试剂去除2+

的效果最好，请结合表中有关数据说明去除

比3+

效果好的理由是______________。eq\o\ac(△,)若型试在脱铅过程中主要发生的反应为2+△D+2。【答案】（）止Fe3+的解成沉淀；

，则脱铅时最合适的pH约（）冰水浴的目的是用冰水浴使反应PbCl晶而析出。2（）；（）酸和氯化铁；（）

逆向移动，使PbCl-不断转化为I

加入试剂Pb比3+效果好的理由是加入试剂，二价铅离子浓度转化率为0.1-）/0.1*100%=96%，三价铁离子浓度转化率为（0.12-0.04）所去除二价铅离子比三价铁离子的效果好。II6。【解析】（流程中加入盐酸可以控制溶的pH<1.9主要目的是防止3+的解形成沉淀据题中应物为PbS、FeCl成物中有单结合题中所给的难于水得方程式为：32（所得的滤液蒸浓后再用冰水浴的目的是用冰水浴使反应动，使PbCl-不断转化为PbCl晶体而析出。（）溶物不要出现在表达式中，该对应的平衡常数表达式为：；（）述流程中可循环利用的物质有盐酸和氯化铁；

；逆向移

4180℃充催24323324222（）eq\o\ac(△,)据可知该离子方程为：，比Fe3+效果好的理由是加4180℃充催24323324222价铅离子浓度转化率为0.10.004），价铁离子浓度转化率为0.12-0.04）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存，溶液的pH值在左。【习题】氟硼酸，于强酸）代替硫酸作蓄电池的电解质溶液，可使铅蓄电池在低温下工作时的浓硫酸Δ

性能更优良应程式为Pb+PbO催化剂放Δ

放电充电

（）中（BF）为溶于水的强解质，42242用该铅蓄电池分别电解AgNO溶液和SO溶液，装置如下图ab、、电材料均为石墨，通电极质量增加。（）电极为该装置的极工作时，该池内电上无气体产生，写出该池内电解反应的离子方程式：_____________________（）该铅蓄电池放电时X极近pH_____________（“增大“不变电极反应式为______________________。（）蓄电池充电时，Y电与电源_________（“正极”或“负极连（）取一常规铅蓄电池（浓硫酸作电解质溶液）与该铅蓄电池同时放电，当电路中均通过1mol电时，分别取下Y电称重，两电极质量相。【答案】（），2＋O（）大PbO＋4H（）极；（）。

SO2＋；＋2＋O；

332423242223324232422244sp4sp3234343（）极质量增加，发生电极应式为Ag＋=Ag，极阴极，为极，X为正极，为极d极上无气体放出SO2

中S具有还原性其反应式为SO2－＋O=SO2＋c极阴极反应式为2H

＋=H↑因此总电极反应式为：2＋HO

SO2＋；（）为极反应式为＋＋2＋2H，消耗H，增大；（）电时，电池的正极接电源的正极，电池的负极接电源的负极接电源的负极；（）规蓄电池负极反应式为－＋2=PbSO，型蓄电负极反应式为－=Pb，因此通过1mol电，极质量差0.596＋×）。6．某小组利用含铅废主含PbO、PbSO和PbO制化工产品PbSO·3PbO·HO)的艺流程图：4242已知：(PbSO＝1.82×108

，)＝13

。请回答下列问题：（）转”时，加入CO的的将PbSO转化成，转化原理是_________________________________转化为PbCO的子程式_。23（）流程中可以循环利用的物质________________，若其中残留过多2，环利用可能出现的问题是（浓的硝酸溶解PbCO和时”时离浸出率与温度的关系如图所示度为40eq\o\ac(△,)金属离子浸出率最高，其主要原因_。

2432432223334343432323232244334434422（取一定量的含铅废料经上“转化假含铅废料中的PbO和PbSO全转化成PbCO且PbO未发生反应，酸溶时共收集到5.6L(标准2432432223334343432323232244334434422eq\o\ac(△,)含废料中含PbO的物质的量为。eq\o\ac(△,“)eq\o\ac(△,)合时，加入NaOH的量为。（）业上，电解Pb(NO)

溶液制备活性电极材料PbO，其阳极的电极反应式为2_________________________________。【答案】（）解度较大的物质容易转化成溶解度较小的物质

PbO+HO+SO2-+CO22（）

PbSO覆在PbCO表阻止反应43（）度低于40eq\o\ac(△,)反速率慢；温度高于时酸挥发和分解速率加快（）①0.15mol

②（）

2+

O-2e+22【解析】（溶积可知的解大于PbCO以入碳酸钠将PbSO转化为PbCO入后PbO中铅元素化合价降低Na还，元化合价升高，根据电守恒，得到离子方程式PbO+HO+SO2-+CO2+SO2-。223334（）沉”时，发生反应Pb(NO)+HSO+2HNO，硝酸在酸”过程中做为反应物，故可循环利用

2的物质为。稀硝酸中残留过多SO2会生成难溶的硫酸铅PbSO覆在表，阻止碳酸与稀硝酸反应。（）图象可知，当温度低于时反应速率慢，金属离子浸出率低；温度高于eq\o\ac(△,)硝酸挥发和分解速率加快，导致反应物浓度降低，反应减慢，金属离子浸出率降低。（）eq\o\ac(△,“)eq\o\ac(△,)沉时得到121.2g，n(PbSO)=，酸溶时共收集到5.6LCO标状况，n(CO)=0.25mol。“转化过中PbSO和PbO转化为，溶时与硝酸反应生成CO，故原料中PbSO和PbO共423342，、PbSO和PbO的物质的量为0.4mol，原含铅废料中含PbO的质的量为。42eq\o\ac(△,)入氧化钠溶液发生反应PbSOO，由产品组成·3PbO·HO可，424242

2322223230.4molPbSO中0.3mol转为0.3mol，据化学方程式可，加入NaOH的物质的量为，量为23222232340.6mol×40g-1=24g。（）极上发生氧化反应，水提供氧元素生成的PbO和HNO，故阳极的电极反应式为Pb2+

2e。227．铅精矿可用于冶炼金属铅，主要成分为PbS。．法炼铅将铅精矿在空气中焙烧，生成和SO。2（）铅精矿火法炼铅的反应的化学方程式。（）法炼铅的废气中含低浓度SO，将废气通入过量氨水中进行处理，反应的离子方程式为：______________。．法炼铅在制备金属铅的同时，还可制得硫磺，相对于火法炼铅更环保。湿法炼铅的工艺流程如下：已知：不温度下PbCl的解度如下表所示。2

481温度eq\o\ac(△,/)00000溶解度

1

1

1

2

3/g.00

.42

.94

.88

.20△PbCl为溶于水的弱电解质在—浓度较大的溶液中存在平：（aq）（）

PbCl

24（）取液中FeCl的作用_。（）合信息判断，操作a为，利于的出。（）溶液3和液2分置如图所示电解装置的两个极室中，可制取金属铅并使浸取液中的再。

232243243223223224324322322432322222eq\o\ac(△,)液3应于（填“阴室或阳极”中。eq\o\ac(△,)述液电后再生为的可能原理。3eq\o\ac(△,)铅矿的质量为，铅浸出率为，当电解池中通过c电子时，金属铅全部析出，铅精矿中PbS的量分数的计算式_______________________________。【答案】（）

2PbO+SO2（）•HO+SO++SO2-O（）Pb元从难溶固体转成液中的PbCl2-，元转化成单质硫成为滤（）水稀释并冷却（）eq\o\ac(△,)极室极移动，使FeCl再

eq\o\ac(△,)极电极反应为2+△×100%2ab

－3+

，使3+

)升高，同时Cl通过阴离子交换膜向阳【解析】（根题意铅矿在空气中焙烧氧气反应生成PbO和SO反方程式为2PbS+3O

2PbO+SO2（）氧化硫是酸性气体，氨水是弱碱，用过量氨水吸收二氧化硫，得到亚硫酸铵和水，反应离子方程式为：2NH•HO+SO═2NH++SO2-+H；（）取液中增了氯离浓度，溶液中存在平衡-(aq)eq\o\ac(△,4)2-(aq)，当氯离子浓度增大时，平衡正向移动，让铅以bCl

4

2-形式存在溶液中，另外三价铁离子具有氧化性

2-离子具有还原性，能够发生氧化还原反应，使硫元素转化成单质硫（）根据表格数据PbCl为能溶于水的弱电解质，存在平衡PbCl-(aq)eq\o\ac(△,4)2-(aq)，加水稀释，氯离子的浓度降低，平衡逆向移动，冷却后，温度降低PbCl的解降低，从而析出固；

4SP4SP3（）eq\o\ac(△,)液是PbCl4SP4SP3

4

2-的溶液，要制得单质铅，元素铅的化合价降低，需要得到电子，发生还原反应，根据电解池的工作原理，阴极得到电子，故溶液3放入阴极室；eq\o\ac(△,)极是滤液2，滤液是化亚铁溶液，亚铁离子在阳极失去电子，转化成三价铁离子，溶中的阴离子氯离子通过阴离子交换膜，到达阳极室，与三价铁离子结合，得到氯化铁溶液，达到再生的目；eq\o\ac(△,)Pb

1，转移电，当电解池中通过mol电子时，金属铅全部析出，所以就有mol2的Pb析出，铅浸出率为，原液中有铅离子物质的量为

cmol，PbS的质的量也为mol，2b2bcm(PbS)=M(PbS)×n=(207+32)×=精矿的质量为精矿中PbS的量分数2b×100%

239c2bag

g×100%=2ab10．盐基硫酸铅3PbO·PbSO·HO，其相对分子质量为简称“三盐，溶于水及有机溶剂。主要适用于42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、及等为原料制备三盐的工艺流程如下图所示。已知：(PbSO-8

，(PbCO-13请回答下列问题：（）出步转的离子方程_。

2434433～60℃442242233423243433443242243324（2434433～60℃442242233423243433443242243324

得到NaSO固体的操作为滤液”_________、（）酸，为提高酸溶速率，可采取的措施_意写出两条（）滤”中可循环利用的质_______(填化学式。若步沉铅后的滤液中铅离子沉淀完全，则此时c(SO2-)=________mol·L-14

。（）合三盐的化学方程式_（）消耗100.0t铅，终得到纯净干燥的三盐49.5t，假设铅泥中的铅元素有50％转化为三盐，则铅泥中铅元素的质量分数为【答案】（）2-=SO2（）温结晶

趁热过滤（）当升温（或适当增大硝酸浓度或减小沉淀粒径等）（）

-3（）4PbSO3PbO•PbSO•HSOO（）【解析】（）向铅泥中加NaCO溶，由表可知PbCO的溶解度小于PbSO的解度NaCO（）

4（=NaSO（（将PbSO转成PbCO转化的子方程式为CO2-2-；（）据溶解度曲(g/100g水可知，在较低温度下硫酸钠结晶析出的是Na·H，在较高温度下析出无水硫酸钠晶体，且在较高温度下，硫酸钠的溶解度随温度升高而减小，硫酸钠在乙醇中的溶解较小，故由滤液I得到NaSO固体的操作为：滤液”温（蒸发）结晶、趁热过滤、用乙醇洗涤后干燥；（）溶时，为提高酸溶速率，可采取的措施是适当升温（或适当增大硝酸浓度或减小沉淀粒等（PbPbO和PbCO在酸的作用下转化成Pb(NO)

Pb(NO)32

中加稀转成PbSO和硝酸244

3可循环利用，若步沉铅后铅子沉淀完全，则滤液中c（Pb

2+

）-mol/L，知PbSO=1.82×10-

，

4～60℃424244～60℃42424243244334则此时（2）

1.821.0

mol/L=1.82×10-mol/L（）合成三盐的化学方程为4PbSO3PbO•PbSO•HO+3NaSO；828（）得到纯净干燥的三盐49.5t，其中铅元素的质为：990

×49.5t=41.4t，铅泥中铅元素的质量分数为w，则100.0t铅泥中铅元为，泥中的铅元素有转为三盐，有100×w×50%=41.4，得w。．以废旧铅酸电池中的含铅废Pb、、、及黑等）为原料，制备粗铅，实现铅的再生利24用。其工作流程如下图所示：已知：5,Ksp(PbCO-14

。（）中，在Fe2+催化下，和反应生成PbSO的学方程式是________________________（）中，2+

催化过程可表示为：i：2+

++2

2-4

3+

+PbSO+2HO42…eq\o\ac(△,)出ii

的离子方程式：________________。eq\o\ac(△,)列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FeSO溶中加入溶，溶液几乎无色再加入少量，液变红。42b.______________________________________________。（）的目的是脱硫。若滤2中2-)=1.6mol/L,c(CO2-)=0.1mol/L,则中（“是或否）有PbSO。

442422222242224422422（）离子交换膜固相电解法是从含铅废料中提取铅的一种新工艺，其装置如图所示。将含铅料投入阴极室，含铅废料中的PbSO与NaOH溶发生反P