Question

【題目】以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4為原料，制備高純PbO，實現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下：

（1）過程Ⅰ中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反應生成PbSO4的化學方程式是__________。

（2）過程Ⅰ中，Fe2+催化過程可表示為：

i：2Fe2++ PbO2+4H++SO42＝2Fe3++PbSO4+2H2O

ii: ……

①寫出ii的離子方程式：________________。

②下列實驗方案可證實上述催化過程。將實驗方案補充完整。

a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液幾乎無色，再加入少量PbO2，溶液變紅。

b.______________。

（3）PbO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。

①過程Ⅱ的目的是脫硫。濾液1經(jīng)處理后可在過程Ⅱ中重復使用，其目的是_____(選填序號)。

A．減少PbO的損失，提高產(chǎn)品的產(chǎn)率

B．重復利用氫氧化鈉，提高原料的利用率

C．增加Na2SO4濃度，提高脫硫效率

②過濾Ⅲ的目的是提純，綜合上述溶解度曲線，簡述過程Ⅲ的操作_______________________。

Answer 1

【答案】（1）Pb + PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4+ 2H2O。 （2）①2Fe3＋+Pb+SO42—==PbSO4+2Fe2＋；

②取a中紅色溶液少量，加入過量Pb，充分反應后，紅色褪去。

（3）①A、B；②將粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加熱至110℃，充分溶解后，趁熱過濾，冷卻結晶，過濾、洗滌并干燥得到PbO固體。

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)題給化學工藝流程知，過程Ⅰ中，在Fe2＋催化下，Pb、PbO2和H2SO4反應生成PbSO4和水，化學方程式為Pb + PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4+ 2H2O。

（2）①催化劑通過參加反應，改變反應歷程，降低反應的活化能，加快化學反應速率，而本身的質量和化學性質反應前后保持不變。根據(jù)題給信息知反應i中Fe2＋被PbO2氧化為Fe3＋，則反應ii中Fe3＋被Pb還原為Fe2＋，離子方程式為2Fe3＋+Pb+SO42—==PbSO4+2Fe2＋；

②a實驗證明發(fā)生反應i，則b實驗需證明發(fā)生反應ii，實驗方案為取a中紅色溶液少量，加入過量Pb，充分反應后，紅色褪去。

（3）①過程Ⅱ脫硫過程中發(fā)生的反應為PbSO4+2NaOH==PbO+Na2SO4+H2O，而濾液Ⅰ中含有硫酸，可降低溶液的pH，使平衡：PbO（s）+NaOH（aq）NaHPbO2（aq）逆向移動，減少PbO的損失，提高產(chǎn)品的產(chǎn)率，答案選AB；

②根據(jù)PbO的溶解度曲線，提純粗Pb的方法為將粗PbO溶解在35%NaOH溶液中配成高溫下的飽和溶液，降溫結晶、過濾，洗滌并干燥即可得到PbO。