Question

【題目】鉛的單質(zhì)、氧化物、鹽在現(xiàn)代工業(yè)中有著重要用途。

（1）鉛能形成多種氧化物，如堿性氧化物PbO、酸性氧化物PbO2、類似Fe3O4的Pb3O4，盛有PbO2的圓底燒瓶中滴加濃鹽酸，產(chǎn)生黃綠色氣體，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

（2）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：

過程1中分離提純的方法是___，濾液2中的溶質(zhì)主要是____填物質(zhì)的名稱）。過程1中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4的化學(xué)方程式是_______。

（3）將PbO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的裝置如圖所示。

①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式_________。

②電解過程中通過陽離子交換膜的離子主要為____。

③電解過程中，Na2PbCl4電解液濃度不斷減小，為了恢復(fù)其濃度，應(yīng)該向____極室（填“陰”或者“陽”）加入____（填化學(xué)式）。

Answer 1

【答案】PbO2+4HCl (濃)= PbCl2+Cl2↑+4H2O 過濾 硫酸鈉 Pb+ PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O PbCl42-+2e-=Pb+4Cl- H+ 陰 PbO

【解析】

（1）依據(jù)給定信息結(jié)合氧化還原反應(yīng)規(guī)律和元素守恒規(guī)律作答；

（2）含鉛廢料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）與硫酸亞鐵和硫酸作用，生成不溶物PbSO4、炭黑和濾液硫酸鐵、硫酸等，其中硫酸亞鐵作催化劑，加快Pb和PbO2的反應(yīng)，經(jīng)過過濾得到的PbSO4粗品再與氫氧化鈉反應(yīng)制得PbO粗品，再經(jīng)過分離提純得到高純PbO，據(jù)此分析作答；

（3）在上述裝置圖中，電解池的陽極水中的氫氧根離子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，陰極則為PbCl42-得電子生成Pb的過程，再結(jié)合電解池的原理分析作答。

（1）盛有PbO2的圓底燒瓶中滴加濃鹽酸，產(chǎn)生黃綠色氣體，則該氣體為氯氣，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律及元素守恒可知，產(chǎn)物還有PbCl2和水，其化學(xué)方程式為：PbO2+4HCl (濃)= PbCl2+Cl2↑+4H2O；

（2）過程1中得到了濾液和不溶物PbSO4，則過程1的操作方法為過濾；PbSO4與氫氧化鈉反應(yīng)生成物除了PbO以外，應(yīng)還有硫酸鈉，則濾液2中的溶質(zhì)主要是硫酸鈉，在Fe2+催化下，Pb和PbO2在稀硫酸作用下發(fā)生歸中反應(yīng)生成PbSO4的方程式為：Pb+ PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O，故答案為：過濾；硫酸鈉；Pb+ PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O；

（3）①電解時(shí)陰極PbCl42-得電子生成Pb，其電極反應(yīng)式為PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-；

②電解過程中，惰性電極a（陽極）上水失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，其電解反應(yīng)式為：2H2O-4e-=O2↑+4H+，為平衡電荷，生成的H+會(huì)通過陽離子交換膜移向陰極，故答案為：H+；

③電解過程中，陰極發(fā)生電極反應(yīng)：PbCl42－+2e-=Pb+4Cl-，則可在陰極補(bǔ)充PbO生成PbCl42-，使Na2PbCl4電解液濃度恢復(fù)，故答案為：陰極，PbO。