Question

17．Ⅰ．铅的存在形态主要有Pb²⁺、Pb（OH）⁺、Pb（OH）₂、Pb（OH）₃^-、Pb（OH）₄^2-，其中Pb（OH）₂为沉淀．各形态的物质的量分数α 随溶液pH变化的关系如图所示：

（1）往含Pb²⁺的溶液中滴加NaOH溶液，pH=8时溶液中的阳离子除H⁺、Na⁺外还有Pb²⁺、Pb（OH）⁺．pH＞13.2，随着pH增大混合体系中发生的主要反应的离子方程式为Pb（OH）₃^-+OH^-=Pb（OH）₄^2-．
（2）为了使废水中Pb²⁺尽可能转化为沉淀，应控制pH在10左右．
Ⅱ．废铅蓄电池所引起的铅污染日益严重．工业上从废铅蓄电池的铅膏（PbO₂、PbSO₄）回收铅的工艺流程如下，该工艺简称CX-EW法．
已知：H₂SiF₆为二元强酸，电离方程式为H₂SiF₆═2H⁺+SiF₆^2-
（3）步骤①反应中双氧水表现还原性（填“氧化性”、“还原性”或“不稳定性”）．
（4）滤液A中溶质的主要成分是硫酸铵，该物质的一种用途为氮肥（或工业原料）．
（5）步骤③用惰性电极电解PbSiF₆溶液的阴极电极反应式为Pb²⁺+2e^-=Pb．
（6）工业上还可以用火法回收铅：铅膏$→_{＞1200℃}^{碳粉}$Ph+气体，与CX-EW法相比，火法的缺点有产生大量温室效应气体，巨大的能量消耗（写两点）．

Answer 1

分析 （1）根据图象可知pH=8时，Pb²⁺，Pb（OH）⁺和Pb（OH）₂共存，另外溶液中还有H⁺；pH＞13.2时Pb（OH）₃^-与氢氧根离子反应生成Pb（OH）₄^2-；
（2）结合图象判断使废水中Pb²⁺尽可能转化为Pb（OH）₂沉淀的最佳pH；
（3）步骤①中双氧水与铅膏（PbO₂、PbSO₄）反应生成碳酸铅、二氧化铅，根据铅元素的化合价变化判断双氧水反应中的作用；
（4）根据质量守恒定律判断滤液A中溶质的主要组成；
（5）用惰性电极电解时，阴极上Pb²⁺放电发生还原反应；
（6）从反应消耗能量大小、反应产物是否污染环境角度分析．

解答 解：（1）结合图象可知pH=8时，Pb²⁺，Pb（OH）⁺和Pb（OH）₂共存，另外溶液中还有H⁺，所以中存在的阳离子除H⁺、Na⁺外还有Pb²⁺、Pb（OH）⁺；
pH＞13.2时，Pb（OH）₃^-的浓度逐渐减小，Pb（OH）₄^2-的浓度逐渐增大，说明Pb（OH）₃^-与氢氧根离子反应生成Pb（OH）₄^2-，反应的离子方程式为：Pb（OH）₃^-+OH^-=Pb（OH）₄^2-，
故答案为：Pb²⁺、Pb（OH）⁺；Pb（OH）₃^-+OH^-=Pb（OH）₄^2-；
（2）结合图象可知，在pH=10时，铅元素主要以Pb（OH）₂以形式存在，所以使废水中Pb²⁺尽可能转化为Pb（OH）₂沉淀的最佳pH为10左右，
故答案为：10；
（3）步骤①中双氧水与铅膏（PbO₂、PbSO₄）反应生成碳酸铅、PbO，铅元素的化合价从+4变为+2，化合价降低被还原，在反应中作氧化剂，则双氧水在反应中被氧化，表现了还原性，
故答案为：还原性；
（4）碳酸铵、双氧水与PbO₂、PbSO₄反应生成碳酸铅、PbO，则反应后滤液中溶质应该为硫酸铵，硫酸铵可以做氮肥，也可以做工业原料，
故答案为：硫酸铵；氮肥（或工业原料）
（5）用惰性电极电解时，阴极上Pb²⁺放电发生还原反应，电极反应式为Pb²⁺+2e^-=Pb，
故答案为：Pb²⁺+2e^-=Pb；
（6）工业上还可以用火法回收铅：铅膏$→_{＞1200℃}^{碳粉}$Ph+气体，与CX-EW法相比，火法的缺点为：消耗能量多，产生二氧化碳多，容易导致温室效应，
故答案为：产生大量温室效应气体、巨大的能量消耗．

点评 本题考查了金属回收利用、三废处理及环境保护、氧化还原反应的判断，题目难度中等，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析、理解能力及化学实验能力，注意熟练掌握电解原理，明确氧化还原反应中氧化剂、还原剂的判断方法．