Question

【題目】從含鉛廢料(PbSO4、PbO2、PbO等)中回收鉛，實現(xiàn)鉛的再生意義重大。一種回收鉛的工作流程如下：

(1)鉛和碳元素同主族，比碳多4個電子層，則鉛元素的原子序數(shù)為______；鉛蓄電池放電對，PbO2作______極。

(2)過程Ⅰ，已知：PbSO4、PbCO3的溶解度（20℃）見圖1；相關物質溶解度見圖2。

圖1 圖2

①根據(jù)圖1寫出過程Ⅰ的離子方程式： __________________。

②生產(chǎn)過程中的溫度應保持在40℃，若溫度降低，PbSO4的轉化速率下降。根據(jù)圖2，解釋原因：

i．溫度降低，反應速率降低；

ii．___________________（請你提出一種合理解釋）

(3)過程Ⅱ：發(fā)生反應2PbO2+H2C2O4=2PbO+H2O2+2CO2↑

請寫出草酸的電子式________。PbO與Al2O3性質相似，PbO與氫氧化鈉溶液反應的離子方程式是______________________。

(4)過程Ⅲ：將PbO粗品溶解在H2SO4和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的電解液，電解Na2PbCl4溶液生成Pb，如圖。

①陰極的電極反應式是_____________________。

②電解一段時間后，Na2PbCl4濃度極大下降，為了能使電解過程持續(xù)進行，陰極區(qū)采取的方法是____________。

Answer 1

【答案】82 正 PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq) 溫度降低，碳酸鈉的溶解度減小導致其濃度減小，使反應速率減小 PbO+2OH-=PbO22-+H2O PbCl42-+2e-=Pb+4Cl- 向陰極區(qū)加PbO粗品

【解析】

含鉛廢料（PbSO4、PbO2、PbO等），加入飽和碳酸鈉溶液過濾得到PbCO3、PbO2、PbO和濾液硫酸鈉溶液，PbCO3、PbO2、PbO加入草酸過濾得到PbO粗品，將PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的電解液，電解Na2PbCl4溶液，生成Pb和O2。

(1)Pb與C位于同一主族，比C多四個周期，則Pb是第六周期第IVA，然后結合原子結構與元素位置關系判斷鉛元素的原子序數(shù)；鉛蓄電池放電時Pb作負極，PbO2作正極；

(2)①碳酸鉛溶解度小于硫酸鉛；

②i.反應速率減小的原因是溫度降低、物質濃度減�。�

ii.溫度低于40℃時，溫度降低，溫度降低，碳酸鈉的溶解度減小導致其濃度減小，使反應速率減�。�

(3)草酸分子結構簡式為HOOC-COOH，可根據(jù)其結構簡式得到其電子式；PbO是兩性氧化物與NaOH反應產(chǎn)生Na2PbO2和水；

(4)電解Na2PbCl4溶液，生成Pb和O2，

①陰極的電極反應是發(fā)生還原反應，元素化合價降低；

②陰極電解一段時間后溶液為HCl和NaC1的混合溶液，根據(jù)題意“將PbO粗品溶解在HCl和NaC1的混合溶液中，得到含Na2PbC14的電解液”可知后加入PbO。

含鉛廢料（PbSO4、PbO2、PbO等），加入飽和碳酸鈉溶液過濾得到PbCO3、PbO2、PbO和濾液硫酸鈉溶液，PbCO3、PbO2、PbO加入草酸過濾得到PbO粗品，將PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的電解液，電解Na2PbCl4溶液，生成Pb和O2。

(1)鉛和碳元素同主族，比碳多4個電子層，則Pb是第六周期第IVA的元素，根據(jù)同一主族原子序數(shù)與各個周期包括的元素種類數(shù)目關系可知Pb原子序數(shù)為82；鉛蓄電池放電時，鉛元素化合價0價變化為+2價，Pb作負極；鉛元素化合價+4價變化為+2價，PbO2作正極；

(2)①根據(jù)圖示可知：碳酸鉛溶解度小于硫酸鉛，根據(jù)溶度積規(guī)則可知，溶解度較小的難溶物很難向溶解較大的難溶物轉化，故該反應是可逆反應，過程I的離子方程式為：PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)；

②生產(chǎn)過程中的溫度應保持在40℃，若溫度降低，PbSO4的轉化速率下降，反應速率減小的另一個原因是溫度降低，碳酸鈉的溶解度減小導致其濃度減小，使反應速率減�。�

(3)草酸分子結構簡式為HOOC-COOH，其電子式可表示為：； PbO是兩性氧化物，與NaOH反應產(chǎn)生Na2PbO2和水，反應的離子方程式是PbO+2OH-=PbO22-+H2O；

(4)電解Na2PbCl4溶液，生成Pb和O2，

①陰極的電極反應是發(fā)生還原反應，元素化合價降低，陰極的電極反應式是，PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-；

②陰極電解一段時間后溶液為HCl和NaC1的混合溶液，根據(jù)題意“將PbO粗品溶解在HCl和NaC1的混合溶液中，得到含Na2PbC14的電解液” 為了能使電解過程持續(xù)進行，繼續(xù)向陰極區(qū)加PbO粗品可恢復其濃度且實現(xiàn)物質的循環(huán)利用。