問題詳情:
以廢舊鉛*電池中的含鉛廢料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和H2SO4為原料,製備高純PbO,實現鉛的再生利用。其工作流程如下:
(1)過程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反應生成PbSO4的化學方程式是__________。
(2)過程Ⅰ中,Fe2+催化過程可表示為:
i:2Fe2++ PbO2+4H++SO42−=2Fe3++PbSO4+2H2O
ii: ……
①寫出ii的離子方程式:________________。
②下列實驗方案可*實上述催化過程。將實驗方案補充完整。
a.向*化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液幾乎無*,再加入少量PbO2,溶液變紅。
b.______________。
(3)PbO溶解在NaOH溶液中,存在平衡:PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq),其溶解度曲線如圖所示。
①過程Ⅱ的目的是脫硫。濾液1經處理後可在過程Ⅱ中重複使用,其目的是_____(選填序號)。
A.減少PbO的損失,提高產品的產率
B.重複利用*氧化*,提高原料的利用率
C.增加Na2SO4濃度,提高脫硫效率
②過濾Ⅲ的目的是提純,綜合上述溶解度曲線,簡述過程Ⅲ的*作_______________________。
【回答】
【*】(1)Pb + PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4+ 2H2O。 (2)①2Fe3++Pb+SO42—==PbSO4+2Fe2+;
②取a中紅*溶液少量,加入過量Pb,充分反應後,紅*褪去。
(3)①A、B;②將粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中,加熱至110℃,充分溶解後,趁熱過濾,冷卻結晶,過濾、洗滌並乾燥得到PbO固體。
【解析】
②a實驗*發生反應i,則b實驗需*發生反應ii,實驗方案為取a中紅*溶液少量,加入過量Pb,充分反應後,紅*褪去。
(3)①過程Ⅱ脫硫過程中發生的反應為PbSO4+2NaOH==PbO+Na2SO4+H2O,而濾液Ⅰ中含有硫*,可降低溶液的pH,使平衡:PbO(s)+NaOH(aq)NaHPbO2(aq)逆向移動,減少PbO的損失,提高產品的產率,*選AB;
②根據PbO的溶解度曲線,提純粗Pb的方法為將粗PbO溶解在35%NaOH溶液中配成高溫下的飽和溶液,降溫結晶、過濾,洗滌並乾燥即可得到PbO。
【考點定位】本題主要是考查化學工藝流程分析,催化劑,離子方程式書寫,化學實驗方案的設計,物質的分離、提純,平衡移動原理的應用等。
【名師點晴】化學大學聯考試題的發展趨勢必然是重視與生產、生活的緊密聯絡,但不管如何靈活多變,工業生產離不開反應原理中的方向、速率和限度問題。該題以鉛的再生利用為載體,考查了陌生方程式書寫、元素化合物*質、速率平衡、轉化率等問題,綜合*較強。第(3)②問不太好分析,需要結合影象及題目的前後資訊來解決。
知識點:物質的分離 提純和檢驗
題型:實驗,探究題