Question

【題目】某工廠利用下列工藝以廢舊鉛蓄電池中含鉛廢料（主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4） 和稀H2SO4為原料制備高純Pb、PbO等，實現鉛的再生利用。其主要流程如下：

(1)含鉛廢料需要進行粉碎處理，其原因是____。

(2)“酸溶”時，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反應生成PbSO4。若生成1 mol PbSO4，則轉移電子的物質的量為__mol。

(3)向濾液B中加入Na2CO3溶液能形成懸濁液，此時溶液中=____。若再向此懸濁液中加入少量Pb(NO3)2固體，則將會 ___（填“增大”“減小”或“不變”）[Ksp(PbSO4)=1.8×10－8；Ksp(PbCO3)=3.6×10－14]

(4)鉛易造成環境污染。水溶液中鉛的存在形態與水溶液pH的關系如圖a所示。pH由7變化到6時，不同形態鉛之間轉化的離子方程式為_________________

(5)將PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的電解液，進一步電解Na2PbC14溶液生成Pb，如圖b所示。

①陰極的電極反應式為 ___。

②電解一段時間后，Na2PbC14的濃度明顯下降，為了增大其濃度且實現物質的循環利用，可在陰極區采取的方法是____。

Answer 1

【答案】增大固體反應物的表面積或增大固體反應物的表面積，加快反應速率 1 2.0×10－6 不變 Pb(OH)＋＋H＋=Pb2＋＋H2O PbCl42－＋2e－=Pb＋4Cl－ 繼續向陰極區增加PbO粗品

【解析】

含鉛廢料主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4，酸溶中加入FeSO4和稀硫酸，得到PbSO4，加入Na2CO3溶液，脫硫，則發生PbSO4＋CO32－ PbCO3＋SO42－，濾渣為PbCO3，然后煅燒得到PbO，通過熱還原法得到Pb，據此分析；

(1)粉碎的目的是增大固體反應物的表面積或增大固體反應物的表面積，加快反應速率；

(2)酸溶，在Fe2＋催化下，發生Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，生成1molPbSO4時，消耗0.5molPb或PbO2，因此轉移電子物質的量為0.5mol×2=1mol；

(3)根據(2)過濾中得到濾渣為PbSO4，加入Na2CO3溶液中發生PbSO4＋CO32－ PbCO3＋SO42－，濾液B中應含有Pb2＋、CO32－、SO42－，向濾液B中加入Na2CO3溶液能形成懸濁液，此時溶液中=2.0×10－6；向此懸濁液中加入少量Pb(NO3)2固體，溫度保持不變，溶度積保持不變，該比值不變；

(4)根據圖像，溶液顯酸性時，Pb元素以Pb2＋形式存在，pH由7變化到6時，Pb(OH)＋轉化為Pb2＋，其轉化離子方程式為Pb(OH)＋＋H＋=Pb2＋＋H2O；

(5)①根據題意，PbCl42－溶液生成Pb，得到電子，發生還原反應，根據電解原理以及圖b，陰極反應式為PbCl42－＋2e－=Pb＋4Cl－；

②根據圖b，陽極反應式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，H＋從左向右移動，PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的電解液，在陰極采取的方法是繼續向陰極區增加PbO粗品。