Question

【題目】鉛的單質、氧化物、鹽在現代工業中有著重要用途。

Ⅰ.（1）鉛能形成多種氧化物，如堿性氧化物PbO、酸性氧化物PbO2、類似Fe3O4的Pb3O4，Pb3O4與HNO3發生非氧化還原反應生成一種鹽和一種鉛氧化物，其反應的化學方程式為_____________。

Ⅱ.以含鉛廢料(主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4)為原料制備高純PbO，其主要流程如下：

（2） “酸溶”時，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反應生成PbSO4生成1molPbSO4轉移電子的物質的量為____________mol。

（3）已知：①PbO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：

②粗品PbO中所含雜質不溶于NaOH溶液。

結合上述信息，完成由粗品PbO得到高純PbO的操作：將粗品PbO溶解在一定量__________(填“35%”或“10%”)的NaOH溶液中，加熱至110℃，充分溶解后，___________(填“趁熱過濾”或“蒸發濃縮”)，將濾液冷卻結晶，過濾、洗滌并干燥得到高純PbO固體。

（4）將PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl2的電解液，電解Na2PbCl4溶液生成Pb的裝置如圖所示。

①陰極的電極反應式為_______________________。

②電解一段時間后，Na2PbCl4濃度極大減小，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】 Pb3O4+ 4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O 1 35% 趁熱過濾 PbCl42-+2e-=Pb+4Cl- 繼續向陰極區加PbO粗品

【解析】I.(1).由題目信息可知Pb3O4中鉛的化合價為+2、+4兩種價態，組成相當于2PbOPbO2，由于PbO2是酸性氧化物，故它不能與硝酸反應，PbO是堿性氧化物，它與硝酸發生非氧化還原反應，生成Pb(NO3)2，由此可寫出對應的化學方程式：Pb3O4+ 4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O，故答案為：Pb3O4+ 4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O；

II. （2）.“酸溶”時，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反應生成PbSO4和水，反應方程式為：Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，根據方程式中Pb元素的化合價變化可知，每生成2mol PbSO4，轉移電子2mol，則生成1molPbSO4轉移電子的物質的量為1mol，故答案為：1；

（3）.根據PbO的溶解度曲線特點可知，在濃度高的NaOH溶液及較高的溫度下，PbO的溶解度大，因此將粗品PbO溶解在一定量35%的NaOH 溶液中，加熱至110℃，充分溶解后，在高溫下趁熱過濾除去雜質，將濾液冷卻結晶，過濾、洗滌并干燥即可得到高純PbO 固體，故答案為：35%；趁熱過濾；

（4）. ①.根據電化學原理可知，陰極發生還原反應，則Na2PbCl2得到電子生成Pb，電極反應式為：PbCl42－＋2e－=Pb＋4Cl－，故答案為：PbCl42－＋2e－=Pb＋4Cl－；

②. 陰極發生還原反應，則Na2PbCl2得到電子生成Pb，電極反應式為：PbCl42－＋2e－=Pb＋4Cl－，陽極發生氧化反應，溶液中的H2O放電生成氧氣和氫離子，電極反應式為：2H2O－4e－=O2＋4H＋，電解一段時間后，Na2PbCl2的濃度極大減小，為了恢復其濃度且實現物質的循環利用，根據少什么加什么的原則，溶液中減少了Pb和O，應該在陰極區加PbO粗品，故答案是：繼續向陰極區加PbO粗品。