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：……

寫出ⅱ的離子方程式：______________________。

(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。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

(4)PbO2在加熱的過程中發(fā)生分解生成PbO和O2，其失重曲線如圖所示，已知失重曲線上的a點為樣品分解40%的殘留固體，若a點固體組成表示為PbOx,則x=_________。

Answer 1

【答案】 Pb+PbO2+H2SO4=2PbSO4+H2O Pb+2Fe3++SO42-=PbSO4+2Fe2+ AB 1.6

【解析】本題考查了化學(xué)工藝流程分析，離子方程式的書寫、化學(xué)實驗方案的誰、物質(zhì)的分離提純等，難度中等。

(1)根據(jù)題給化學(xué)工藝流程可知，過程Ⅰ中，在亞鐵離子催化下，Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4和水，方程式為： Pb+PbO2+H2SO4=2PbSO4+H2O。(2)規(guī)劃及通過參加反應(yīng)，改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)前后保持不變，根據(jù)題給信息可知反應(yīng)中亞鐵被二氧化鉛氧化為鐵離子，則反應(yīng)ⅱ中鐵離子被鉛還原為亞鐵離子，離子方程式為： Pb+2Fe3++SO42-=PbSO4+2Fe2+。 (3) 過程Ⅱ中脫硫過程中發(fā)生的反應(yīng)為PbO2+ 2NaOH=PbO+Na2SO4+H2O，由于氧化鉛能溶解于氫氧化鈉溶液，因此濾液Ⅰ中含有鉛元素，濾液Ⅰ重復(fù)使用可以減少氧化鉛的損失，提高產(chǎn)品的差率，且濾液Ⅰ中過量的氫氧化鈉可以重復(fù)使用，提高原料的利用率，因此選AB。 (4) PbO2在加熱的過程中發(fā)生分解生成PbO和O2，a點分解49%，假設(shè)取1mol二氧化鉛，40%分解，即0.4mol分解生成0.4mol氧化鉛，則產(chǎn)物中含有0.6mol二氧化鉛和0.4mol氧化鉛，則鉛和氧原子個數(shù)比為（0.6+0.4）：（0.6×2+0.4）=1:1.6，故答案為：1.6。