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反應生成PbSO4的化學方程式是_________________________。

(2)過程Ⅰ中，Fe2+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經處理后可在過程Ⅱ中重復使用，其目的是_________(選填序號)。

A．減少PbO的損失，提高產品的產率

B．重復利用氫氧化鈉，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】本題考查了化學工藝流程分析，離子方程式的書寫、化學實驗方案的誰、物質的分離提純等，難度中等。

(1)根據題給化學工藝流程可知，過程Ⅰ中，在亞鐵離子催化下，Pb和PbO2反應生成PbSO4和水，方程式為： Pb+PbO2+H2SO4=2PbSO4+H2O。(2)規劃及通過參加反應，改變反應歷程，降低反應的活化能，加快反應速率，而本身的質量和化學性質前后保持不變，根據題給信息可知反應中亞鐵被二氧化鉛氧化為鐵離子，則反應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中脫硫過程中發生的反應為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重復使用可以減少氧化鉛的損失，提高產品的差率，且濾液Ⅰ中過量的氫氧化鈉可以重復使用，提高原料的利用率，因此選AB。 (4) PbO2在加熱的過程中發生分解生成PbO和O2，a點分解49%，假設取1mol二氧化鉛，40%分解，即0.4mol分解生成0.4mol氧化鉛，則產物中含有0.6mol二氧化鉛和0.4mol氧化鉛，則鉛和氧原子個數比為（0.6+0.4）：（0.6×2+0.4）=1:1.6，故答案為：1.6。