Question

【题目】铅的单质、氧化物、盐在现代工业中有着重要用途。

I.(1)铅能形成多种氧化物，如碱性氧化物PbO、酸性氧化物PbO2、类似Fe3O4的Pb3O4。Pb3O4与HNO3发生非氧化还原反应生成一种盐和一种铅氧化物，其反应的化学方程式为_____________________________。

II.以含铅废料(主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4)为原料制务高纯PbO，其主要流程如下：

(2)“酸溶”时，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成1molPbSO4时转移电子的物质的量为____mol。

(3)已知:PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡:PbO(s)+NaOH(aq)=NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图所示:

结合上述信息，完成由粗品PbO(所含杂质不溶于NaOH溶液)得到高纯PbO的操作:将粗品PbO溶解在一定量_________(填“35%”或“10%”)的NaOH溶液中，加热至110℃，充分溶解后，___________(填“趁热过滤”或“蒸发浓缩”)，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体。

(4)工业上利用硫化氢除去滤液A中少量的Pb2+，发生的反应为Pb2++H2SPbS↓+2H+，该反应的平衡常数为_____________。(H2S的Ka1=1.5×10-7，Ka2=7.0×10-15，PbS的Ksp=8.4×10-28)

(5)将粗品PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示:

①阴极的电极反应式为________________________；

②当有2.07gPb生成时，通过质子交换膜的n(H+)=______________。

Answer 1

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

【解析】I.(1) Pb3O4与HNO3发生非氧化还原反应生成硝酸铅和二氧化铅，其反应的化学方程式为：Pb3O4+4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O；正确答案：Pb3O4+4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O。

II. (2) Pb+PbO2+2H2SO4= 2PbSO4+2H2O,每生成2molPbSO4，转移电子2mol，生成1molPbSO4时转移电子的物质的量为1mol；正确答案：1。

（3）根据PbO的溶解度曲线，提纯粗Pb的方法为将粗PbO溶解在NaOH溶液中，结合溶解度曲线特点可以知道浓度高的NaOH溶液和较高的温度，PbO的溶解度高，因此加热至较高温度，充分溶解，然后再高温下趁热过滤除去杂质，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体；正确答案：35% ；趁热过滤。

(4)反应的平衡常数为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；正确答案：1.25×106。

(5)①电解池的阴极发生还原反应：PbCl2-4得电子还原为Pb，电极反应式为PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-；正确答案：PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-。

②当有2.07gPb（即0.01mol）生成时，根据PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-反应可知转移电子0.02 mol，通过质子交换膜的n(H+)=0.02mol；正确答案：0.02mol。