第1章　緒論

1.1　鉛及其化合物的性質

1.1.1　鉛的物理性質

鉛（Pb）的密度大，硬度小，展性好，延性差，熔點和沸點都低，高溫下鉛易揮發。導熱性和導電性差，能阻擋X射線的穿透。液態鉛的流動性好。鉛是藍灰色金屬，新的斷口具有燦爛的金屬光澤，其結晶屬于等軸晶系（八面體或六面體）。 

鉛的物理性質如表1-1所示。 

1.1.2　鉛的化學性質

鉛是元素周期表中Ⅳ主族元素，鉛的原子價層電子構型為6s²6p²，能形成氧化數為+2、+4的化合物。 

金屬鉛在空氣中受到氧氣、水和二氧化碳作用，其表面會很快氧化生成保護膜而失去光澤，變灰暗。鉛能溶于硝酸、熱硫酸、有機酸和堿，與冷鹽酸幾乎不發生反應，能緩慢溶于強堿性溶液。具有兩性，既能形成高鉛酸的金屬鹽，又能形成酸的鉛鹽。在加熱條件下，鉛能很快與氧、硫、鹵素發生化合反應。

所有的金屬元素都可以按照它們的反應活性高低排列成序，鉛屬于反應活性較低的金屬元素，在各種成分的大氣、水以及常用的各種化學物質等大多數環境中是相當穩定的。 

常溫下，鉛在干燥的空氣中不會被氧化。高溫下，特別是熔融狀態下，鉛的氧化過程將逐漸加劇，生成一系列氧化物。鉛在空氣中加熱熔化時，最初氧化生成PbO₂，繼續升溫則生成PbO（俗稱鉛黃、密陀僧），溫度升至330～450℃時，PbO轉化成Pb₂O₃，溫度升至450～490℃時，Pb₂O₃轉化成Pb₃O₄（即2PbO·PbO₂，俗稱鉛丹或紅丹）。無論是Pb₂O₃或Pb₃O₄在高溫下都會離解成PbO。 

鉛易溶于稀硝酸（HNO₃）、硼氟酸（HBF₄）、硅氟酸（H₂SiF₆）和醋酸（CH₃COOH）及AgNO₃等中，難溶于稀鹽酸（HCl）和硫酸（H₂SO₄）。鉛的腐蝕產物保護膜致密，與鉛表面的附著力強，且在相應的溶液中溶解度極低，這使鉛具有優良的抗蝕能力，能抵抗多種酸及其鹽溶液的侵蝕，被廣泛應用于可能存在金屬銹蝕的場合。如在常溫下，稀鹽酸、硫酸可與鉛的表面起作用，形成幾乎不溶解的PbCl₂、PbSO₄表面膜。 

鉛的化合價有+2和+4價，其化合物眾多，具有多種多樣的應用特征，用途十分廣泛。常見的有氧化物——PbO、PbO₂、Pb₃O₄、Pb₂O₃；鹵化物——PbCl₂；硫化物——PbS；鉛鹽——可溶性的Pb（NO₃）₂、PbAc₂，難溶的PbSO₄、PbCO₃、PbCrO₄；有機鉛——（C₂H₅）₄Pb（四乙基鉛）等。鉛的化學性質如表1-2所示。

1.1.3　鉛的化合物及其性質

（1）硫化鉛

天然產出的硫化鉛（PbS）成為方鉛礦，色黑，具有金屬光澤。硫化鉛的熔點為1135℃，沸點為1281℃，熔化后的硫化鉛流動性極好。濃硝酸、鹽酸、硫酸及三氯化鐵水溶液能溶解硫化鉛。

（2）一氧化物 

一氧化鉛（PbO）是兩性氧化物，它與SiO₂或Fe₂O₃可結合成硅酸鹽或亞鐵酸鹽，也可與CaO或MgO結合成亞鉛酸鹽或鉛酸鹽。PbO是一種氧化劑，易使Fe、Te、S、As、Sb等全部氧化或部分氧化。PbO可在濃堿溶液、氨性硫酸銨溶液、硅氟酸溶液以及堿金屬或堿土金屬氯化物的熱溶液中溶解。 

（3）硅酸鉛 

PbO與SiO₂可形成4PbO·SiO₂、2PbO·SiO₂和PbO·SiO₂三種硅酸鉛（xPbO·ySiO₂）化合物。鉛的硅酸鹽的熔化溫度低，其熔體流動性好。 

（4）碳酸鉛 

天然的碳酸鉛（PbCO₃）礦稱白鉛礦，它是氧化鉛礦的主要成分。白鉛礦加熱時很容易分解，所以碳酸鉛是很容易還原的化合物。 

（5）硫酸鉛 

天然的硫酸鉛（PbSO₄）礦稱鉛釩。硫酸鉛為白色單斜方晶體，帶甜味，密度為6.34g/cm³，熔點為1117℃。硫酸鉛微溶于熱水和濃硫酸，能溶于濃鹽酸、濃堿、濃氨以及醋酸銨和各類銨溶液中，并且遇硫即生成黑色硫化鉛。 

（6）氯化鉛 

氯化鉛（PbCl₂）的熔點為498℃，沸點為954℃，密度為5.91g/cm³。氯化鉛在水中的溶解度極小，但能很好地溶解在堿金屬和堿土金屬的氯化物的水溶液中。