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)為原料制務高純PbO，其主要流程如下：

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

(3)已知: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:

結合上述信息，完成由粗品PbO(所含雜質不溶于NaOH溶液)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)工業上利用硫化氫除去濾液A中少量的Pb2+，發生的反應為Pb2++H2SPbS↓+2H+，該反應的平衡常數為_____________。(H2S的Ka1=1.5×10-7，Ka2=7.0×10-15，PbS的Ksp=8.4×10-28)

(5)將粗品PbO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的裝置如圖所示:

①陰極的電極反應式為________________________；

②當有2.07gPb生成時，通過質子交換膜的n(H+)=______________。

Answer 1

【答案】 Pb3O4+4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O 1 35% 趁熱過濾 1.25×106 PbCl42-+2e-=Pb+4Cl- 0.02mol

【解析】I.(1) Pb3O4與HNO3發生非氧化還原反應生成硝酸鉛和二氧化鉛，其反應的化學方程式為：Pb3O4+4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O；正確答案：Pb3O4+4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O。

II. (2) Pb+PbO2+2H2SO4= 2PbSO4+2H2O,每生成2molPbSO4，轉移電子2mol，生成1molPbSO4時轉移電子的物質的量為1mol；正確答案：1。

（3）根據PbO的溶解度曲線，提純粗Pb的方法為將粗PbO溶解在NaOH溶液中，結合溶解度曲線特點可以知道濃度高的NaOH溶液和較高的溫度，PbO的溶解度高，因此加熱至較高溫度，充分溶解，然后再高溫下趁熱過濾除去雜質，將濾液冷卻結晶，過濾、洗滌并干燥得到高純PbO固體；正確答案：35% ；趁熱過濾。

(4)反應的平衡常數為c2(H+)/c(Pb2+)×c(H2S)= c(H+)×c(HS-)×c(H+)×c(S2-)/ c(H2S) ×c(HS-) ×c(S2-)= Ka1×Ka2/Ksp=1.5×10-7×7.0×10-15/8.4×10-28=1.25×106；正確答案：1.25×106。

(5)①電解池的陰極發生還原反應：PbCl2-4得電子還原為Pb，電極反應式為PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-；正確答案：PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-。

②當有2.07gPb（即0.01mol）生成時，根據PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-反應可知轉移電子0.02 mol，通過質子交換膜的n(H+)=0.02mol；正確答案：0.02mol。