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）铅是碳的同族元素，且比碳多4个电子层，则铅位于元素周期表第____周期___族

（2）过程Ⅰ中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的离子方程式是________________。

（3）过程Ⅰ中，Fe2+催化过程可表示为：

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

① 写出ii的化学方程式：_________________________。

② 请设计实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。

a.向酸化的FeSO4溶液中加入__________溶液，溶液无颜色变化，再加入少量PbO2，溶液变为________色。

b.向a得到的溶液中加入___________________,溶液恢复原来的颜色。

（4）过程II中过滤操作所需要的玻璃仪器有__________________________。

Answer 1

【答案】六 IVA Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O Pb+Fe2(SO4)3=2FeSO4+PbSO4 KSCN 红色 过量Pb 烧杯、玻璃棒、漏斗

【解析】

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，含铅废料加入硫酸亚铁、稀硫酸加热反应过滤得到PbSO4粗品，加入10%的氢氧化钠溶液加热反应，冷却过滤得到PbO粗品，粗PbO提纯得到纯 PbO。

（1）铅是碳的同族元素，且比碳多4个电子层，则铅有六个电子层，碳位于第四主族，则铅位于元素周期表第六周期IVA族；

正确答案：六 IVA

（2）根据题给化学工艺流程知，过程Ⅰ中，在Fe2+催化下，Pb、PbO2和H2SO4反应生成PbSO4和水，离子方程式书写时注意只有易溶于水的强电解质才可以拆成离子的形式；
正确答案：Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O；
（3）①催化剂通过参加反应，改变反应历程，降低反应的活化能，加快化学反应速率，而本身的质量和化学性质反应前后保持不变．根据题给信息知反应i中Fe2+被PbO2氧化为Fe3+，则反应ii中Fe3+应该被Pb还原为Fe2+，化学方程式为：Pb+Fe2(SO4)3= FeSO4+PbSO4

正确答案：Pb+Fe2(SO4)3=2FeSO4+PbSO4；
②a实验证明发生反应i，则b实验需证明发生反应ii，实验方案设计注意铁离子特征反应的应用，a．向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2，溶液变红，亚铁离子被氧化为铁离子，
b．取a中红色溶液少量，溶液中存在平衡，Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3，加入过量Pb，和平衡状态下铁离子反应生成亚铁离子，平衡逆向进行充分反应后，红色褪去，
正确答案： 红色 过量Pb
（3）过滤操作需要用到的仪器用品：烧杯、漏斗、带铁圈的铁架台、玻璃棒、滤纸；玻璃仪器有烧杯、漏斗、、玻璃棒；

正确答案：烧杯、玻璃棒、漏斗。