Question

【題目】在工業(yè)上可作蓄電池中良好的正極材料。以廢鉛蓄電池拆解出來的“鉛泥”（主要成分為，另有少量Pb、和等）為原料制備的一種工藝流程如圖所示：

已知：i．常溫下，單質鉛與鹽酸或硫酸幾乎都不反應。

ii．鉛鹽中，(CH3COO)2Pb、Pb(NO3)2均易溶于水，難溶于水。

請回答下列問題：

（1）“酸溶”時，Pb和PbO2轉化為可溶性Pb2＋鹽，則“酸溶”時所用的強酸X為____；此條件下的氧化性：X___PbO2（選填“>”或“<”）

（2）用Pb(NO3)2溶液反復多次洗滌沉淀，以達到“除鈣”的目的，其原理是_____________。

（3）(CH3COO)2Pb屬于__________（選填“強電解質”或“弱電解質”）；“濾液3”中除CH3COONa和NaClO外，所含鈉鹽主要還有___________(填化學式)

（4）“析鉛”反應的離子方程式為____________________。

（5）從環(huán)境保護的角度分析，該工藝流程可能存在的缺點是_______________（任寫一條）

（6）鉛蓄電池中的電解液是H2SO4，放電后兩個電極上均沉積有PbSO4。則放電時的負極反應式為___；充電時當電極上通過1mol電子，陽極的質量減少__________g。

Answer 1

【答案】硝酸（或HNO3）； ＜ PbSO4比CaSO4更難溶解，加入Pb(NO3)2溶液，可使CaSO4不斷轉化為PbSO4，Ca2+進入到溶液中 弱電解質 NaCl、Na2SO4 (CH3COO)2Pb＋ClO－＋2OH－=PbO2↓＋Cl－＋2CH3COO－＋H2O “酸溶”時會產生大氣污染物NOx（重金屬鉛鹽可污染土壤或水源） Pb＋SO42－－2e－=PbSO4 32

【解析】

（1）“酸溶”的目的是將Pb、PbO2轉化為可溶性Pb2+，而常溫下，單質鉛與鹽酸或硫酸幾乎都不反應，故所用的強酸應為硝酸；在有硝酸存在的環(huán)境下，PbO2轉化為Pb2+，表現(xiàn)出氧化性，說明PbO2的氧化性比硝酸強，故答案為：硝酸（或HNO3）；＜；

（2）CaSO4的溶解平衡：CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq)，加入Pb(NO3)2溶液，Pb2+與SO42-結合成更難溶的PbSO4，使CaSO4的溶解平衡不斷正向移動，最終完全溶解，達到“除鈣”的目的，故答案為：PbSO4比CaSO4更難溶解，加入Pb(NO3)2溶液，可使CaSO4不斷轉化為PbSO4，Ca2+進入到溶液中；

（3）“鹽溶”時，加入CH3COONa可使PbSO4的溶解平衡正向移動，轉化為(CH3COO)2Pb，說明(CH3COO)2Pb是弱電解質；“鹽溶”后，溶液中含有(CH3COO)2Pb和Na2SO4，接下來“析鉛”，加入NaClO、NaOH溶液，(CH3COO)2Pb轉化為PbO2，Pb元素的化合價升高，推知NaClO轉化為NaCl，Cl元素的化合價降低，因此“濾液3”中除CH3COONa和NaClO外，所含鈉鹽主要還有NaCl和Na2SO4，故答案為：弱電解質；NaCl、Na2SO4；

（4）“析鉛”反應的離子方程式為：(CH3COO)2Pb+ClO-+2OH-=PbO2↓+Cl-+2CH3COO-+H2O，故答案為：(CH3COO)2Pb+ClO-+2OH-=PbO2↓+Cl-+2CH3COO-+H2O；

（5）“酸溶”階段加入的HNO3會轉化為NOx污染環(huán)境，鉛是重金屬，鉛鹽也會污染土壤或水源，故答案為：“酸溶”時會產生大氣污染物NOx（重金屬鉛鹽可污染土壤或水源）；

（6）鉛蓄電池的負極為Pb，放電時負極發(fā)生的反應為：Pb＋SO42－－2e－=PbSO4；充電時陽極發(fā)生反應：PbSO4－2e－+2H2O=PbO2+SO42-+4H+，當電極上通過1mol電子，陽極上有0.5molPbSO4轉化為0.5molPbO2，質量減少32g，故答案為：Pb＋SO42－－2e－=PbSO4；32。