Question

【题目】我国每年产生的废旧铅蓄电池约330万吨，从含铅废料（PbSO4、PbO2、PbO等）中回收铅，实现铅的再生，意义重大。一种回收铅的工作流程如下：

(1)铅蓄电池放电时，PbO2作_______极。

(2)过程 I ,己知：PbSO4、PbCO3 的溶解度（20℃)见图 1; Na2SO4、Na2CO3的 溶解度见图2。

①根据图1写出过程I的离子方程式：_____________。

②生产过程中的温度应保持在40℃。若温度降低，PbSO4的转化速率下降。根据图2，解释原因：

i.温度降低，反应速率降低；

ii._______________(请你提出一种合理解释）。

(3)过程 II，发生反应 2PbO2 + H2C2O4=2PbO + H2O2 + 2CO2↑。PbO与 Al2O3性质相似，PbO与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是________________。

(4)过程Ⅲ,将PbO粗品溶解在H2SO4和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液。电解Na2PbCl4溶液，生成Pb,如下图。

①阴极的电极反应式是____________。

②电解一段时间后，Na2PbCl4浓度极大下降，为了恢复其浓度且实现物质的循环利用，阴极区采取的方法是_______________。

Answer 1

【答案】 正 PbSO4 +CO32-PbCO3+SO42- 温度降低，Na2CO3溶解度降低，使溶液中c(CO32-)降低，反应速率降低 PbO+OH -+H2O=[Pb(OH)3]-(或PbO+2OH-+H2O=[Pb(OH)4]2或 PbO+2OH- =PbO22- +H2O) PbCl42- +2e- =Pb + 4Cl- 向阴极区电解液中加入适量的PbO

【解析】含铅废料(PbSO4、PbO2、PbO等)，加入饱和碳酸钠溶液过滤得到PbCO3、PbO2、PbO和滤液硫酸钠溶液，PbCO3、PbO2、PbO加入草酸过滤得到PbO粗品，将PbO粗品溶解在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和O2。

(1)铅蓄电池放电时，铅元素化合价0价变化为+2价，Pb做负极，铅元素化合价+4价变化为+2价，PbO2做正极，故答案为：正；

(2)①碳酸铅溶解度小于硫酸铅，根据图l写出过程I的离子方程式为：PbSO4+CO32-PbCO3+SO42-，故答案为：PbSO4+CO32-PbCO3+SO42-；

②生产过程中的温度应保持在40℃，根据影响化学反应速率的因素可知，温度降低，反应速率减小；温度降低，Na2CO3溶解度降低，使溶液中c(CO32-)降低，反应速率降低，故答案为：温度降低，Na2CO3溶解度降低，使溶液中c(CO32-)降低，反应速率降低；

(3)PbO与 Al2O3性质相似，PbO与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为PbO+2OH- =PbO22- +H2O，故答案为：PbO+2OH- =PbO22- +H2O；

(4)电解Na2PbCl4溶液，生成Pb。

①阴极的电极反应是发生还原反应，元素化合价降低，阴极的电极反应式是，PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-，故答案为：PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-；

②阴极电解一段时间后溶液为HC1和NaC1的混合溶液，根据题意“将PbO粗品溶解在H2SO4和NaC1的混合溶液中，得到含Na2PbC14的电解液”继续向阴极区加PbO可恢复其浓度且实现物质的循环利用，故答案为：向阴极区加入适量的PbO。