Question

【题目】以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：

(1)过程Ⅰ中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是_________________________。

(2)过程Ⅰ中，Fe2+催化过程可表示为：

ⅰ：2Fe2++PbO2+4H++SO42-=2Fe3++PbSO4+2H2O

ⅱ：……

写出ⅱ的离子方程式：______________________。

(3)PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图所示。过程Ⅱ的目的是脱硫。滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用，其目的是_________(选填序号)。

A．减少PbO的损失，提高产品的产率

B．重复利用氢氧化钠，提高原料的利用率

C．增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率

(4)PbO2在加热的过程中发生分解生成PbO和O2，其失重曲线如图所示，已知失重曲线上的a点为样品分解40%的残留固体，若a点固体组成表示为PbOx,则x=_________。

Answer 1

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

【解析】本题考查了化学工艺流程分析，离子方程式的书写、化学实验方案的谁、物质的分离提纯等，难度中等。

(1)根据题给化学工艺流程可知，过程Ⅰ中，在亚铁离子催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4和水，方程式为： Pb+PbO2+H2SO4=2PbSO4+H2O。(2)规划及通过参加反应，改变反应历程，降低反应的活化能，加快反应速率，而本身的质量和化学性质前后保持不变，根据题给信息可知反应中亚铁被二氧化铅氧化为铁离子，则反应ⅱ中铁离子被铅还原为亚铁离子，离子方程式为： Pb+2Fe3++SO42-=PbSO4+2Fe2+。 (3) 过程Ⅱ中脱硫过程中发生的反应为PbO2+ 2NaOH=PbO+Na2SO4+H2O，由于氧化铅能溶解于氢氧化钠溶液，因此滤液Ⅰ中含有铅元素，滤液Ⅰ重复使用可以减少氧化铅的损失，提高产品的差率，且滤液Ⅰ中过量的氢氧化钠可以重复使用，提高原料的利用率，因此选AB。 (4) PbO2在加热的过程中发生分解生成PbO和O2，a点分解49%，假设取1mol二氧化铅，40%分解，即0.4mol分解生成0.4mol氧化铅，则产物中含有0.6mol二氧化铅和0.4mol氧化铅，则铅和氧原子个数比为（0.6+0.4）：（0.6×2+0.4）=1:1.6，故答案为：1.6。