Question

硫酸鉛廣泛應(yīng)用于制造蓄電池。利用鋅冶煉過程中的鉛浮渣生產(chǎn)硫酸鉛的流程如下：

已知鉛浮渣的主要成分是PbO、Pb，還含有少量Ag、Zn、CaO和其他不溶于硝酸的雜質(zhì)。25℃時(shí)，Ksp(CaSO4)＝4.9×10－5，Ksp(PbSO4)＝1.6×10－8。

（1）已知步驟Ⅰ有NO產(chǎn)生，浸出液中含量最多的陽離子是Pb2+。分別寫出PbO、Pb參加反應(yīng)的離子方程式 、 。

（2）步驟Ⅰ需控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余，目的是 。

（3）母液可循環(huán)利用于步驟Ⅰ，其溶質(zhì)主要是 (填一種物質(zhì)化學(xué)式)，若母液中殘留的SO42－過多，循環(huán)利用時(shí)可能出現(xiàn)的問題是 。

（4）產(chǎn)品PbSO4還需用Pb(NO3)2溶液多次洗滌，目的是除去 。

（5）鉛蓄電池的電解液是硫酸，充電后兩個(gè)電極上沉積的PbSO4分別轉(zhuǎn)化為PbO2和Pb，充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為 。

 

Answer 1

（1）PbO＋2H+＝Pb2+＋H2O （2分）；

3Pb＋8H++2NO3-＝3Pb2+＋2NO↑＋4H2O （2分）

（2）防止Ag被溶解進(jìn)入溶液（或使Ag留在浸出渣中）（2分）

（3）HNO3（2分）；浸出時(shí)部分鉛離子生成PbSO4隨浸出渣排出，降低PbSO4的產(chǎn)率（2分）

（4）CaSO4雜質(zhì)（2分）

（5）PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42－ （3分）

【解析】

試題分析：（1）PbO與硝酸發(fā)生非氧化還原反應(yīng)，離子方程式為PbO＋2H+＝Pb2+＋H2O；Pb與硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，有NO氣體放出，離子方程式為3Pb＋8H++2NO3-＝3Pb2+＋2NO↑＋4H2O ；

（2）Pb的活潑性比Ag強(qiáng)，Ag也可與硝酸反應(yīng)，所以使Pb稍有剩余目的是防止Ag被溶解進(jìn)入溶液（或使Ag留在浸出渣中）；

（3）硫酸鉛不溶于硝酸，所以硝酸鉛與硫酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成硫酸鉛和硝酸，因此母液的主要溶質(zhì)是HNO3；若母液中殘留的SO42－過多，則在步驟Ⅰ中就有硫酸鉛沉淀生成，隨浸出渣排出，降低PbSO4的產(chǎn)率；

（4）浸出液中除含硝酸鉛外還有硝酸鈣，與硫酸反應(yīng)有微溶的硫酸鈣生成，所以洗滌的目的是除去CaSO4雜質(zhì)；

（5）充電時(shí)鉛蓄電池相當(dāng)于電解池，陰極是硫酸鉛發(fā)生還原反應(yīng)生成Pb單質(zhì)，電極反應(yīng)式為PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42－ 。

考點(diǎn)：考查硫酸鉛的制取，離子方程式、電極反應(yīng)式的書寫，對實(shí)驗(yàn)步驟的分析判斷