微专题17 金属及其化合物制备流程（Pb）-备战2022年高考化学考点微专题

微专题17 金属及其化合物制备流程（Pb） 一、物质概况： 铅为化学元素，其化学符号是Pb(拉丁文Plumbum;英文lead)，原子序数为82，是原子量最大的非放射性元素。 铅是柔软和延展性强的弱金属，有毒，也是重金属。铅原本的颜色为青白色，在空气中表面很快被一层暗灰色的氧化物覆盖。可用于建筑、铅酸蓄电池、弹头、炮弹、焊接物料、钓鱼用具、渔业用具、防辐射物料、奖杯和部份合金，例如电子焊接用的铅锡合金。铅是一种金属元素，可用作耐硫酸腐蚀、防电离辐射、蓄电池等的材料。其合金可作铅字、轴承、电缆包皮等之用，还可做体育运动器材铅球。 二、物理性质： 铅是银白色的金属(与锡比较，铅略带一点浅蓝色)，十分柔软，用指甲便能在它的表面划出痕迹。用铅在纸上一划，会留下一条黑道道。在古代，人们曾用铅作笔。"铅笔"这名字，便是从这儿来的。铅很重，一立方米的铅重达11.3吨，古代欧洲的炼金家们便用旋转迟缓的土星来表示它，写作"h"。铅球那么沉，便是用铅做的。子弹的弹头也常灌有铅，因为如果太轻，在前进时受风力影响会改变方向。铅的熔点也很低，为327℃，放在煤球炉里，也会熔化成铅水。 三、化学性质： 铅很容易生锈--氧化。铅经常是呈灰色的，就是由于它在空气中，很易被空气中的氧气氧化成灰黑色的氧化铅，使它的银白色的光泽渐渐变得暗淡无光。不过，这层氧化铅形成一层致密的薄膜，防止内部的铅进一步被氧化。也正因为这样，再加上铅的化学性质又比较稳定，因此铅不易被腐蚀。在化工厂里，常用铅来制造管道和反应罐。著名的制造硫酸的铅室法，便是因为在铅制的反应器中进行化学反应而得名的. 工业制备 第一种:火法炼铅 目前世界上炼铅以火法炼铅为主，火法炼铅一般包括原料准备(配料、制粒、烧结焙烧)、还原熔炼制取粗铅和粗铅精炼三大工序。烟气制酸、烟尘综合回收以及从阳极泥回收金银等贵金属也是火法炼铅工艺的重要组成部分。 铅精烧结焙烧有两个目的:一是将原料中的硫氧化除去，并以SO2形式送去制硫酸;二是使部分伴生金属氧化并与SiO2等脉石成分生成MeO.SiO2低熔点液相，使细粉状铅精矿粘结成多孔硬块，以利还原熔炼。 (1)备料 进入烧结工序的物料包括铅精矿、石英熔剂、烧结返料，三者的配比为30:10:60。铅精矿一般含有(%):Pb 50-60、Zn 4-6、Cu 0.2、S15-25、Fe 14、SiO2 1-2。此外，还伴生有Ag、Bi、Cd、In等有价金属。配好的物料，经过混合和制粒，用布料机均匀地平铺在烧结机上进行烧结焙烧。 (2)烧结 现代烧结作业均采用带式烧结机，面积为60-70m3。工作时，铺满炉料的烧结机在传动机械带动下向前移动，经过点火装置处炉料被火焰点燃，并在强制通过料层吸入(或鼓出)的大量窑中氧的作用下，料层温度迅速上升到1073-1173K，炉料中发生了一系列的烧结反应。 炉料中主要铅矿物PbS与O2反应生成PbO和SO2: 3PbS+5O2====2PbO+PbSO4+2SO2 3PbSO4+PbS====4PbO+4SO2 还有少量金属铅生成: PbS+PbSO4====2Pb+2SO2 在炉料中含量较高的黄铁矿(FeS2)发生分解并进一步氧化成FeO, Fe2O3和SO2，进而与SiO2, PbO化合，生成为硅酸盐(2FeO.SiO2、xPbO.SiO2)和亚铁酸盐(xPbO.yFe2O3)。 影响烧结焙烧效果的因素有:①炉料配比与化学成分;②炉料水分;③炉料粒度;④料层厚度;⑤点火温度;⑥小车运行速度;⑦吸风风量与鼓风压力、风量;⑧烟气SO2浓度等。 第二种:电解精炼 电解精炼。用硅氟酸和硅氟酸铅做电解液，粗铅做阳极，纯铅做阴极 ，可得纯铅 。耐腐蚀 ，可用作水管 。铅、锑 、锡的合金熔点低(约240℃) ，凝固时膨胀，可作印刷铅字 。铅玻璃用作X射线防护屏 。大量铅用于生产汽油抗爆剂四乙铅和蓄电池的极板。 铅电解精炼现在一般采用是1901年的柏兹所提出的，将粗铅或经过火法初步精炼的半精炼铅，在硅氟酸与硅氟酸铅的水溶液中进行电解的过程。其目的是为了获得高品位的铅并回收銤及稀贵金属。 *最后附铅的各种化合物 【专题精练】 1．铅精矿的主要成分为PbS，现用下列两种方法从铅精矿中冶炼金属铅。 I.火法炼铅将铅精矿在空气中焙烧，生成PbO和SO2。 (1) 用铅精矿火法炼铅的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________。 (2) 火法炼铅的废气中含低浓度SO2，可将废气通入过量氨水中进行处理，反应的离子方程式为：__________。 II.湿法炼铅在制备金属铅的同时，还可制得硫磺，相对于火法炼铅更为环保。湿法炼铅的工艺流程如下： 已知：PbCl2在水中溶解度小，在Cl－浓度较大的溶液中，存在平衡：PbCl2(s) + 2Cl－(aq)⇌PbCl