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，實現(xiàn)鉛的再生利用．其主要流程如圖1：

（1）酸溶過程中加熱的目的是加快酸溶速率．酸溶時，在Fe²⁺催化下，Pb和PbO₂反應生成PbSO₄的化學方程式是Pb+PbO₂+2H₂SO₄═2PbSO₄+2H₂O．
（2）檢驗濾液A中是否含有Fe²⁺，可選用下列c試劑（選填序號）．
a．KSCN溶液　　　　　　b．氯水　　　　　　　c．酸性KMnO₄溶液
（3）寫出脫硫過程發(fā)生主要反應的離子方程式PbSO₄+2OH^-=PbO+SO₄^2-+H₂O．
（4）冷卻過濾后對所得的固體進行洗滌的操作沿玻璃棒向過濾器（漏斗）中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水慢慢流出，重復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．結合上述溶解度曲線，簡述由粗品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，趁熱過濾，冷卻結晶，過濾、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、稀硫酸加熱反應過濾得到PbSO₄粗品，加入10%的氫氧化鈉溶液加熱反應，冷卻過濾得到PbO粗品，粗PbO溶解在35%NaOH溶液中配成高溫下的飽和溶液，冷卻結晶、過濾得PbO．
（1）可從影響反應速率的因素思考；根據(jù)題給化學工藝流程知，過程Ⅰ中，在Fe²⁺催化下，Pb、PbO₂和H₂SO₄反應生成PbSO₄和水；
（2）Fe²⁺有較強還原性，能被氧化劑氧化，據(jù)此結合選項判斷；
（3）脫硫過程為向含有PbSO₄的溶液中滴加NaOH溶液，生成PbO，可結合電子守恒、電荷守恒及原子守恒寫出此反應的離子方程式；
（4）析出晶體后過濾并洗滌，洗滌時可在過濾器中直接加入蒸餾水反復洗滌至干凈即可；
（5）過程Ⅱ脫硫過程中發(fā)生的反應為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．

解答 解：（1）酸溶過程中加熱的目的是通過升高溫度，加快酸溶速率，根據(jù)題給化學工藝流程知，過程Ⅰ中，在Fe²⁺催化下，Pb、PbO₂和H₂SO₄反應生成PbSO₄和水，化學方程式為：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）脫硫過程中滴加NaOH溶液，生成PbO，發(fā)生主要反應的離子方程式是PbSO₄+2OH^-=PbO+SO₄^2-+H₂O，故答案為：PbSO₄+2OH^-=PbO+SO₄^2-+H₂O；
（4）冷卻過濾過濾后，沿玻璃棒向過濾器（漏斗）中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水慢慢流出，重復2～3次，故答案為：沿玻璃棒向過濾器（漏斗）中加入蒸餾水至浸沒沉淀，待水慢慢流出，重復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，結合溶解度曲線特點可知濃度高的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濾除去雜質(zhì)，后冷卻后PbO又析出結晶，再次過濾可得到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，趁熱過濾，冷卻結晶，過濾、洗滌并干燥得到高純PbO固體．

點評 本題考查了化學工藝流程分析、實驗原理分析、離子方程式書寫、化學實驗方案的設計、物質(zhì)分離提純、平衡一點原理的應用，涉及實驗的基本操作，屬綜合考查，題目難度中等．