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(shí)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(yīng)生成PbSO4的化學(xué)方程式是__________。

（2）過程Ⅰ中，F(xiàn)e2+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(shí)驗(yàn)方案可證實(shí)上述催化過程。將實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)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(fù)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(fù)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 + 2H2SO42PbSO4+ 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(yīng)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(jié)晶，過濾、洗滌并干燥得到PbO固體。

【解析】（1）根據(jù)題給化學(xué)工藝流程知，過程Ⅰ中，在Fe2＋催化下，Pb、PbO2和H2SO4反應(yīng)生成PbSO4和水，化學(xué)方程式為Pb + PbO2 + 2H2SO42PbSO4+ 2H2O。

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

②a實(shí)驗(yàn)證明發(fā)生反應(yīng)i，則b實(shí)驗(yàn)需證明發(fā)生反應(yīng)ii，實(shí)驗(yàn)方案為取a中紅色溶液少量，加入過量Pb，充分反應(yīng)后，紅色褪去。

（3）①過程Ⅱ脫硫過程中發(fā)生的反應(yīng)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，同時重復(fù)利用NaOH，提高原料的利用率答案選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(jié)晶、過濾，洗滌并干燥即可得到PbO。