Question

【題目】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，實(shí)現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下：

（1）鉛是碳的同族元素，且比碳多4個電子層，則鉛位于元素周期表第____周期___族

（2）過程Ⅰ中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4的離子方程式是________________。

（3）過程Ⅰ中，F(xiàn)e2+催化過程可表示為：

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

① 寫出ii的化學(xué)方程式：_________________________。

② 請?jiān)O(shè)計實(shí)驗(yàn)方案可證實(shí)上述催化過程。將實(shí)驗(yàn)方案補(bǔ)充完整。

a.向酸化的FeSO4溶液中加入__________溶液，溶液無顏色變化，再加入少量PbO2，溶液變?yōu)?/span>________色。

b.向a得到的溶液中加入___________________,溶液恢復(fù)原來的顏色。

（4）過程II中過濾操作所需要的玻璃儀器有__________________________。

Answer 1

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

【解析】

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)過濾得到PbSO4粗品，加入10%的氫氧化鈉溶液加熱反應(yīng)，冷卻過濾得到PbO粗品，粗PbO提純得到純 PbO。

（1）鉛是碳的同族元素，且比碳多4個電子層，則鉛有六個電子層，碳位于第四主族，則鉛位于元素周期表第六周期IVA族；

正確答案：六 IVA

（2）根據(jù)題給化學(xué)工藝流程知，過程Ⅰ中，在Fe2+催化下，Pb、PbO2和H2SO4反應(yīng)生成PbSO4和水，離子方程式書寫時注意只有易溶于水的強(qiáng)電解質(zhì)才可以拆成離子的形式；
正確答案：Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O；
（3）①催化劑通過參加反應(yīng)，改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，加快化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)前后保持不變．根據(jù)題給信息知反應(yīng)i中Fe2+被PbO2氧化為Fe3+，則反應(yīng)ii中Fe3+應(yīng)該被Pb還原為Fe2+，化學(xué)方程式為：Pb+Fe2(SO4)3= FeSO4+PbSO4

正確答案：Pb+Fe2(SO4)3=2FeSO4+PbSO4；
②a實(shí)驗(yàn)證明發(fā)生反應(yīng)i，則b實(shí)驗(yàn)需證明發(fā)生反應(yīng)ii，實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計注意鐵離子特征反應(yīng)的應(yīng)用，a．向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液幾乎無色，再加入少量PbO2，溶液變紅，亞鐵離子被氧化為鐵離子，
b．取a中紅色溶液少量，溶液中存在平衡，F(xiàn)e3++3SCN-=Fe（SCN）3，加入過量Pb，和平衡狀態(tài)下鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子，平衡逆向進(jìn)行充分反應(yīng)后，紅色褪去，
正確答案： 紅色 過量Pb
（3）過濾操作需要用到的儀器用品：燒杯、漏斗、帶鐵圈的鐵架臺、玻璃棒、濾紙；玻璃儀器有燒杯、漏斗、、玻璃棒；

正確答案：燒杯、玻璃棒、漏斗。