Question

【題目】我國每年產生的廢舊鉛蓄電池約330萬噸，從含鉛廢料（PbSO4、PbO2、PbO等）中回收鉛，實現鉛的再生，意義重大。一種回收鉛的工作流程如下：

(1)鉛蓄電池放電時，PbO2作_______極。

(2)過程 I ,己知：PbSO4、PbCO3 的溶解度（20℃)見圖 1; Na2SO4、Na2CO3的 溶解度見圖2。

①根據圖1寫出過程I的離子方程式：_____________。

②生產過程中的溫度應保持在40℃。若溫度降低，PbSO4的轉化速率下降。根據圖2，解釋原因：

i.溫度降低，反應速率降低；

ii._______________(請你提出一種合理解釋）。

(3)過程 II，發生反應 2PbO2 + H2C2O4=2PbO + H2O2 + 2CO2↑。PbO與 Al2O3性質相似，PbO與氫氧化鈉溶液反應的離子方程式是________________。

(4)過程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,如下圖。

①陰極的電極反應式是____________。

②電解一段時間后，Na2PbCl4濃度極大下降，為了恢復其濃度且實現物質的循環利用，陰極區采取的方法是_______________。

Answer 1

【答案】 正 PbSO4 +CO32-PbCO3+SO42- 溫度降低，Na2CO3溶解度降低，使溶液中c(CO32-)降低，反應速率降低 PbO+OH -+H2O=[Pb(OH)3]-(或PbO+2OH-+H2O=[Pb(OH)4]2或 PbO+2OH- =PbO22- +H2O) PbCl42- +2e- =Pb + 4Cl- 向陰極區電解液中加入適量的PbO

【解析】含鉛廢料(PbSO4、PbO2、PbO等)，加入飽和碳酸鈉溶液過濾得到PbCO3、PbO2、PbO和濾液硫酸鈉溶液，PbCO3、PbO2、PbO加入草酸過濾得到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)鉛蓄電池放電時，鉛元素化合價0價變化為+2價，Pb做負極，鉛元素化合價+4價變化為+2價，PbO2做正極，故答案為：正；

(2)①碳酸鉛溶解度小于硫酸鉛，根據圖l寫出過程I的離子方程式為：PbSO4+CO32-PbCO3+SO42-，故答案為：PbSO4+CO32-PbCO3+SO42-；

②生產過程中的溫度應保持在40℃，根據影響化學反應速率的因素可知，溫度降低，反應速率減小；溫度降低，Na2CO3溶解度降低，使溶液中c(CO32-)降低，反應速率降低，故答案為：溫度降低，Na2CO3溶解度降低，使溶液中c(CO32-)降低，反應速率降低；

(3)PbO與 Al2O3性質相似，PbO與氫氧化鈉溶液反應的離子方程式為PbO+2OH- =PbO22- +H2O，故答案為：PbO+2OH- =PbO22- +H2O；

(4)電解Na2PbCl4溶液，生成Pb。

①陰極的電極反應是發生還原反應，元素化合價降低，陰極的電極反應式是，PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-，故答案為：PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-；

②陰極電解一段時間后溶液為HC1和NaC1的混合溶液，根據題意“將PbO粗品溶解在H2SO4和NaC1的混合溶液中，得到含Na2PbC14的電解液”繼續向陰極區加PbO可恢復其濃度且實現物質的循環利用，故答案為：向陰極區加入適量的PbO。