Question

【題目】從含鉛廢料(PbSO4、PbO2、PbO等)中回收鉛，實(shí)現(xiàn)鉛的再生意義重大。一種回收鉛的工作流程如下：

(1)鉛和碳元素同主族，比碳多4個(gè)電子層，則鉛元素的原子序數(shù)為______；鉛蓄電池放電對(duì)，PbO2作______極。

(2)過(guò)程Ⅰ，已知：PbSO4、PbCO3的溶解度（20℃）見(jiàn)圖1；相關(guān)物質(zhì)溶解度見(jiàn)圖2。

圖1 圖2

①根據(jù)圖1寫(xiě)出過(guò)程Ⅰ的離子方程式： __________________。

②生產(chǎn)過(guò)程中的溫度應(yīng)保持在40℃，若溫度降低，PbSO4的轉(zhuǎn)化速率下降。根據(jù)圖2，解釋原因：

i．溫度降低，反應(yīng)速率降低；

ii．___________________（請(qǐng)你提出一種合理解釋）

(3)過(guò)程Ⅱ：發(fā)生反應(yīng)2PbO2+H2C2O4=2PbO+H2O2+2CO2↑

請(qǐng)寫(xiě)出草酸的電子式________。PbO與Al2O3性質(zhì)相似，PbO與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式是______________________。

(4)過(guò)程Ⅲ：將PbO粗品溶解在H2SO4和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的電解液，電解Na2PbCl4溶液生成Pb，如圖。

①陰極的電極反應(yīng)式是_____________________。

②電解一段時(shí)間后，Na2PbCl4濃度極大下降，為了能使電解過(guò)程持續(xù)進(jìn)行，陰極區(qū)采取的方法是____________。

Answer 1

【答案】82 正 PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq) 溫度降低，碳酸鈉的溶解度減小導(dǎo)致其濃度減小，使反應(yīng)速率減小 PbO+2OH-=PbO22-+H2O PbCl42-+2e-=Pb+4Cl- 向陰極區(qū)加PbO粗品

【解析】

含鉛廢料（PbSO4、PbO2、PbO等），加入飽和碳酸鈉溶液過(guò)濾得到PbCO3、PbO2、PbO和濾液硫酸鈉溶液，PbCO3、PbO2、PbO加入草酸過(guò)濾得到PbO粗品，將PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的電解液，電解Na2PbCl4溶液，生成Pb和O2。

(1)Pb與C位于同一主族，比C多四個(gè)周期，則Pb是第六周期第IVA，然后結(jié)合原子結(jié)構(gòu)與元素位置關(guān)系判斷鉛元素的原子序數(shù)；鉛蓄電池放電時(shí)Pb作負(fù)極，PbO2作正極；

(2)①碳酸鉛溶解度小于硫酸鉛；

②i.反應(yīng)速率減小的原因是溫度降低、物質(zhì)濃度減小；

ii.溫度低于40℃時(shí)，溫度降低，溫度降低，碳酸鈉的溶解度減小導(dǎo)致其濃度減小，使反應(yīng)速率減小；

(3)草酸分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOOC-COOH，可根據(jù)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式得到其電子式；PbO是兩性氧化物與NaOH反應(yīng)產(chǎn)生Na2PbO2和水；

(4)電解Na2PbCl4溶液，生成Pb和O2，

①陰極的電極反應(yīng)是發(fā)生還原反應(yīng)，元素化合價(jià)降低；

②陰極電解一段時(shí)間后溶液為HCl和NaC1的混合溶液，根據(jù)題意“將PbO粗品溶解在HCl和NaC1的混合溶液中，得到含Na2PbC14的電解液”可知后加入PbO。

含鉛廢料（PbSO4、PbO2、PbO等），加入飽和碳酸鈉溶液過(guò)濾得到PbCO3、PbO2、PbO和濾液硫酸鈉溶液，PbCO3、PbO2、PbO加入草酸過(guò)濾得到PbO粗品，將PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的電解液，電解Na2PbCl4溶液，生成Pb和O2。

(1)鉛和碳元素同主族，比碳多4個(gè)電子層，則Pb是第六周期第IVA的元素，根據(jù)同一主族原子序數(shù)與各個(gè)周期包括的元素種類數(shù)目關(guān)系可知Pb原子序數(shù)為82；鉛蓄電池放電時(shí)，鉛元素化合價(jià)0價(jià)變化為+2價(jià)，Pb作負(fù)極；鉛元素化合價(jià)+4價(jià)變化為+2價(jià)，PbO2作正極；

(2)①根據(jù)圖示可知：碳酸鉛溶解度小于硫酸鉛，根據(jù)溶度積規(guī)則可知，溶解度較小的難溶物很難向溶解較大的難溶物轉(zhuǎn)化，故該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，過(guò)程I的離子方程式為：PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)；

②生產(chǎn)過(guò)程中的溫度應(yīng)保持在40℃，若溫度降低，PbSO4的轉(zhuǎn)化速率下降，反應(yīng)速率減小的另一個(gè)原因是溫度降低，碳酸鈉的溶解度減小導(dǎo)致其濃度減小，使反應(yīng)速率減小；

(3)草酸分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOOC-COOH，其電子式可表示為：； PbO是兩性氧化物，與NaOH反應(yīng)產(chǎn)生Na2PbO2和水，反應(yīng)的離子方程式是PbO+2OH-=PbO22-+H2O；

(4)電解Na2PbCl4溶液，生成Pb和O2，

①陰極的電極反應(yīng)是發(fā)生還原反應(yīng)，元素化合價(jià)降低，陰極的電極反應(yīng)式是，PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-；

②陰極電解一段時(shí)間后溶液為HCl和NaC1的混合溶液，根據(jù)題意“將PbO粗品溶解在HCl和NaC1的混合溶液中，得到含Na2PbC14的電解液” 為了能使電解過(guò)程持續(xù)進(jìn)行，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。