Question

【題目】鉛的單質(zhì)、氧化物、鹽在現(xiàn)代工業(yè)中有著重要用途。

Ⅰ.（1）鉛能形成多種氧化物，如堿性氧化物PbO、酸性氧化物PbO2、類似Fe3O4的Pb3O4，Pb3O4與HNO3發(fā)生非氧化還原反應(yīng)生成一種鹽和一種鉛氧化物，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。

Ⅱ.以含鉛廢料(主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4)為原料制備高純PbO，其主要流程如下：

（2）“酸溶”時(shí)，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4生成1molPbSO4轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為____________mol。

（3）已知：①PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)+NaOH(aq) NaHPbO2(aq)，其溶解度曲線如圖所示：

②粗品PbO中所含雜質(zhì)不溶于NaOH溶液。

結(jié)合上述信息，完成由粗品PbO得到高純PbO的操作：將粗品PbO溶解在一定量__________(填“35%”或“10%”)的NaOH溶液中，加熱至110℃，充分溶解后，__________，將濾液冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌并干燥得到高純PbO固體。

（4）將PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl2的電解液，電解Na2PbCl4溶液生成Pb的裝置如圖所示。

①陰極的電極反應(yīng)式為_______________________。

②電解一段時(shí)間后，Na2PbCl4濃度極大減小，為了恢復(fù)其濃度且實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)利用，陰極區(qū)采取的方法是_________________________。

Answer 1

【答案】Pb3O4+ 4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O135%趁熱過濾PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-繼續(xù)向陰極區(qū)加PbO粗品

【解析】

(1)由題目信息知Pb3O4中鉛的化合價(jià)為+2、+4兩種價(jià)態(tài)．相當(dāng)于2PbOPbO2，由于PbO2是酸性氧化物，故它不能與硝酸反應(yīng)，PbO是堿性氧化物，它與硝酸發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，生成Pb(NO3)2，由此可寫出對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式：Pb3O4+4HNO3=PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O，故答案為：Pb3O4+4HNO3=PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O；

(2)在Fe2+催化下，Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4，反應(yīng)為：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，生成2molPbSO4轉(zhuǎn)移電子2mol，故生成1molPbSO4，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是1mol； 故答案為：1；

(3)根據(jù)PbO的溶解度曲線，提純粗Pb的方法為將粗PbO溶解在NaOH溶液中，結(jié)合溶解度曲線特點(diǎn)可知濃度高的NaOH溶液和較高的溫度，PbO的溶解度高，因此加熱至較高溫度，充分溶解，然后再高溫下趁熱過濾除去雜質(zhì)，將濾液冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌并干燥得到高純PbO固體；故答案為：35%；趁熱過濾；

(4)①陰極發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)題意電解Na2PbCl4溶液，生成Pb，Pb發(fā)生還原反應(yīng)，故陰極反應(yīng)為：PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-；故答案為：PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-；

②陰極電解一段時(shí)間后溶液為HC1和NaC1的混合溶液，根據(jù)題意“將PbO粗品溶解在HC1和NaC1的混合溶液中，得到含Na2PbC14的電解液”繼續(xù)向陰極區(qū)加PbO粗品可恢復(fù)其濃度且實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的循環(huán)利用；故答案為：繼續(xù)向陰極區(qū)加PbO粗品。