Question

【題目】工業(yè)上常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和副產(chǎn)品Na2SO4。其工作流程如下：

（1）①該工藝中采用H2O2取代原工藝中的FeSO4減少了雜質(zhì)的進(jìn)入，寫出溶解時H2O2參與反應(yīng)的離子方程式 。

②脫硫過程是把PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3，然后煅燒生成PbO而不直接煅燒PbSO4生成PbO，其原因是 。

③煅燒碳酸鉛得到粗PbO。在NaOH溶液中，存在平衡：

PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq) ΔH＞0，其溶解度曲線如圖所示。

結(jié)合上述溶解度曲線，簡述由粗PbO制備高純PbO的實(shí)驗(yàn)方案： 。

（2）濾液1和濾液2按一定比例混合得到主要成分為Na2SO4及少量Pb2+等重金屬離子的混合液，實(shí)驗(yàn)室中提純其中的Na2SO4步驟如下：

Ⅰ．取100 mL濾液，調(diào)節(jié)濾液的pH，向?yàn)V液中加入10 g活性炭充分?jǐn)嚢瑁�過濾

Ⅱ．加熱濾液

Ⅲ．向?yàn)V液中加入100 mL乙醇

Ⅳ．過濾、洗滌，烘干

①不同pH下濾液中鉛的去除率如圖所示，pH＞7時，鉛去除率下降的原因可能是 。

②步驟Ⅱ加熱除了把濾液濃縮到15％外，還有一個作用為 。

③步驟Ⅲ加入乙醇的作用為 。

Answer 1

【答案】

（1）①H2O2+ PbO2 +H2SO4= PbSO4+ O2↑+ 2H2O（3分）

②直接煅燒PbSO4需要的溫度高，消耗更多的能量，產(chǎn)生的SO2等污染空氣（答一點(diǎn)）（2分）

③將粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加熱至100℃，充分溶解后，趁熱過濾，冷卻結(jié)晶，過濾得到PbO固體。（3分）

（2）①pH過高時Pb2+與OH—反應(yīng)生成溶解于水的HPbO2-（3分）

②除去雙氧水（2分）

③降低硫酸鈉的溶解度，使其結(jié)晶出來（2分）

【解析】

試題分析：

（1）①顯然工藝中的FeSO4作還原劑與PbO2生成PbSO4，用雙氧水代替FeSO4確定雙氧水也應(yīng)是反應(yīng)的還原劑，產(chǎn)物是氧氣，故反應(yīng)方程式為H2O2+ PbO2 +H2SO4= PbSO4+ O2↑+ 2H2O；

②碳酸鹽較易分解，而硫酸鹽難分解，分解需要消耗更多能源，且分解產(chǎn)物為SO2和SO3會產(chǎn)生污染；

③根據(jù)反應(yīng)方程式確定該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高反應(yīng)正向進(jìn)行，低溫有利于PbO生成；根據(jù)圖像可知35%的NaOH溶液溶解PbO的量更多，隨溫度變化更明顯，故確定方案為：將粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加熱至100℃，充分溶解后，趁熱過濾去掉不溶雜質(zhì)，冷卻結(jié)晶，過濾得到PbO固體。

（2）①根據(jù)圖像可知pH＞7時，鉛去除率下降而溶液中含鉛微粒的濃度增大，所以鉛元素應(yīng)轉(zhuǎn)化為其他可溶的微粒，再根據(jù)（1）信息得出堿性條件下存在HPbO2-；

②雙氧水易分解，加熱即可除去；

③無機(jī)鹽在有機(jī)溶劑中溶解度小，所以加入乙醇可以降低硫酸鈉的溶解度，使其結(jié)晶出來。