题目内容

16．以废旧铅蓄电池的含铅废料（主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4）和稀H2SO4为原料制备高纯PbO，实现铅的再生利用．其主要流程如图1：

（1）酸溶过程中加热的目的是加快酸溶速率．酸溶时，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O．
（2）检验滤液A中是否含有Fe2+，可选用下列c试剂（选填序号）．
a．KSCN溶液　　　　　　b．氯水　　　　　　　c．酸性KMnO4溶液
（3）写出脱硫过程发生主要反应的离子方程式PbSO4+2OH-=PbO+SO42-+H2O．
（4）冷却过滤后对所得的固体进行洗涤的操作沿玻璃棒向过滤器（漏斗）中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水慢慢流出，重复2～3次．
（5）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2所示．结合上述溶解度曲线，简述由粗品PbO得到高纯PbO的操作将粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加热至110℃，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体．

分析 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溶解在35%NaOH溶液中配成高温下的饱和溶液，冷却结晶、过滤得PbO．
（1）可从影响反应速率的因素思考；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；
（2）Fe2+有较强还原性，能被氧化剂氧化，据此结合选项判断；
（3）脱硫过程为向含有PbSO4的溶液中滴加NaOH溶液，生成PbO，可结合电子守恒、电荷守恒及原子守恒写出此反应的离子方程式；
（4）析出晶体后过滤并洗涤，洗涤时可在过滤器中直接加入蒸馏水反复洗涤至干净即可；
（5）过程Ⅱ脱硫过程中发生的反应为PbSO4+2NaOH=PbO+Na2SO4+H2O，而滤液Ⅰ中含有硫酸，可降低溶液的pH，使平衡PbO（s）+NaOH（aq）?NaHPbO2（aq）逆向移动．

解答 解：（1）酸溶过程中加热的目的是通过升高温度，加快酸溶速率，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，化学方程式为：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O，
故答案为：加快酸溶速率；Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O；
（2）Fe2+遇KSCN溶液不显红色，但能使酸性高锰酸钾溶液褪色，则检验滤液A中是否含有Fe2+，可选用酸性KMnO4溶液，故答案为：c；
（3）脱硫过程中滴加NaOH溶液，生成PbO，发生主要反应的离子方程式是PbSO4+2OH-=PbO+SO42-+H2O，故答案为：PbSO4+2OH-=PbO+SO42-+H2O；
（4）冷却过滤过滤后，沿玻璃棒向过滤器（漏斗）中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水慢慢流出，重复2～3次，故答案为：沿玻璃棒向过滤器（漏斗）中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水慢慢流出，重复2～3次；
（5）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知浓度高的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，后冷却后PbO又析出结晶，再次过滤可得到PbO固体，故答案为：将粗PbO溶解在一定量35% NaOH溶液中，加热至110℃，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体．

点评 本题考查了化学工艺流程分析、实验原理分析、离子方程式书写、化学实验方案的设计、物质分离提纯、平衡一点原理的应用，涉及实验的基本操作，属综合考查，题目难度中等．

练习册系列答案
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