Question

16．以廢舊鉛蓄電池的含鉛廢料（主要含Pb、PbO、PbO₂、PbSO₄）和稀H₂SO₄為原料制備高純PbO，實(shí)現(xiàn)鉛的再生利用．其主要流程如圖1：

（1）酸溶過(guò)程中加熱的目的是加快酸溶速率．酸溶時(shí)，在Fe²⁺催化下，Pb和PbO₂反應(yīng)生成PbSO₄的化學(xué)方程式是Pb+PbO₂+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O．
（2）檢驗(yàn)濾液A中是否含有Fe²⁺，可選用下列c試劑（選填序號(hào)）．
a．KSCN溶液　　　　　　b．氯水　　　　　　　c．酸性KMnO₄溶液
（3）寫出脫硫過(guò)程發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式PbSO₄+2OH^-=PbO+SO₄^2-+H₂O．
（4）冷卻過(guò)濾后對(duì)所得的固體進(jìn)行洗滌的操作沿玻璃棒向過(guò)濾器（漏斗）中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水慢慢流出，重復(fù)2～3次．
（5）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO（s）+NaOH（aq）?NaHPbO₂（aq），其溶解度曲線如圖2所示．結(jié)合上述溶解度曲線，簡(jiǎn)述由粗品PbO得到高純PbO的操作將粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加熱至110℃，充分溶解后，趁熱過(guò)濾，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾、洗滌并干燥得到高純PbO固體．

Answer 1

分析 以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料（Pb、PbO、PbO₂、PbSO₄及炭黑等）和H₂SO₄為原料，制備高純PbO，含鉛廢料加入硫酸亞鐵、稀硫酸加熱反應(yīng)過(guò)濾得到PbSO₄粗品，加入10%的氫氧化鈉溶液加熱反應(yīng)，冷卻過(guò)濾得到PbO粗品，粗PbO溶解在35%NaOH溶液中配成高溫下的飽和溶液，冷卻結(jié)晶、過(guò)濾得PbO．
（1）可從影響反應(yīng)速率的因素思考；根據(jù)題給化學(xué)工藝流程知，過(guò)程Ⅰ中，在Fe²⁺催化下，Pb、PbO₂和H₂SO₄反應(yīng)生成PbSO₄和水；
（2）Fe²⁺有較強(qiáng)還原性，能被氧化劑氧化，據(jù)此結(jié)合選項(xiàng)判斷；
（3）脫硫過(guò)程為向含有PbSO₄的溶液中滴加NaOH溶液，生成PbO，可結(jié)合電子守恒、電荷守恒及原子守恒寫出此反應(yīng)的離子方程式；
（4）析出晶體后過(guò)濾并洗滌，洗滌時(shí)可在過(guò)濾器中直接加入蒸餾水反復(fù)洗滌至干凈即可；
（5）過(guò)程Ⅱ脫硫過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)為PbSO₄+2NaOH=PbO+Na₂SO₄+H₂O，而濾液Ⅰ中含有硫酸，可降低溶液的pH，使平衡PbO（s）+NaOH（aq）?NaHPbO₂（aq）逆向移動(dòng)．

解答 解：（1）酸溶過(guò)程中加熱的目的是通過(guò)升高溫度，加快酸溶速率，根據(jù)題給化學(xué)工藝流程知，過(guò)程Ⅰ中，在Fe²⁺催化下，Pb、PbO₂和H₂SO₄反應(yīng)生成PbSO₄和水，化學(xué)方程式為：Pb+PbO₂+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O，
故答案為：加快酸溶速率；Pb+PbO₂+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O；
（2）Fe²⁺遇KSCN溶液不顯紅色，但能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，則檢驗(yàn)濾液A中是否含有Fe²⁺，可選用酸性KMnO₄溶液，故答案為：c；
（3）脫硫過(guò)程中滴加NaOH溶液，生成PbO，發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式是PbSO₄+2OH^-=PbO+SO₄^2-+H₂O，故答案為：PbSO₄+2OH^-=PbO+SO₄^2-+H₂O；
（4）冷卻過(guò)濾過(guò)濾后，沿玻璃棒向過(guò)濾器（漏斗）中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水慢慢流出，重復(fù)2～3次，故答案為：沿玻璃棒向過(guò)濾器（漏斗）中加入蒸餾水至浸沒(méi)沉淀，待水慢慢流出，重復(fù)2～3次；
（5）根據(jù)PbO的溶解度曲線，提純粗Pb的方法為將粗PbO溶解在NaOH溶液中，結(jié)合溶解度曲線特點(diǎn)可知濃度高的NaOH溶液和較高的溫度，PbO的溶解度高，因此加熱至較高溫度，充分溶解，然后再高溫下趁熱過(guò)濾除去雜質(zhì)，后冷卻后PbO又析出結(jié)晶，再次過(guò)濾可得到PbO固體，故答案為：將粗PbO溶解在一定量35% NaOH溶液中，加熱至110℃，充分溶解后，趁熱過(guò)濾，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾、洗滌并干燥得到高純PbO固體．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)工藝流程分析、實(shí)驗(yàn)原理分析、離子方程式書寫、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、物質(zhì)分離提純、平衡一點(diǎn)原理的應(yīng)用，涉及實(shí)驗(yàn)的基本操作，屬綜合考查，題目難度中等．