Question

硫酸铅广泛应用于制造蓄电池、白色颜料等．利用锌冶炼过程中的铅浮渣生产硫酸铅的流程如下：

已知铅浮渣的主要成分是PbO、Pb．
（1）①写出步骤Ⅰ中主要反应的化学方程式：

 

、

 

．
②步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式为：

 

．母液可循环利用于步骤Ⅰ，其溶质主要是

 

．
（2）铅蓄电池的电池反应式为：Pb（s）+PbO₂（s）+2H₂SO₄（aq）

充电

放电

2PbSO₄（s）+2H₂O（l）．
①放电时，电池正极发生反应的物质是

 

，负极的电极反应式为：

 

．
②充电时，阳极发生的反应可表示为：

 

．电池中溶液的pH 变

 

（填“大”、“小”或“不变”）．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）①氧化铅属于碱性氧化物和硝酸反应生成盐和水，根据题给信息硝酸把铅氧化成Pb²⁺，硝酸被还原成NO；
②硝酸铅可以和硫酸反应得到硫酸铅沉淀和硝酸，硝酸可以用来溶解PbO、Pb；
（2）①放电时，是原实验电池的工作原理，负极上发生失电子的氧化反应；
②在充电时是电解池的工作原理，阳极上发生失电子的氧化反应，根据电极反应确定pH的变化．

解答： 解：铅浮渣的主要成分是PbO、Pb，加入硝酸可以发生反应生成的是硝酸铅溶液，向该浸出液中加入硫酸，可以发生复分解反应生成硫酸铅沉淀和硝酸，硝酸可以循环使用，用来溶解PbO、Pb，过滤得到的沉淀是硫酸铅．
（1）①氧化铅属于碱性氧化物和硝酸反应生成盐和水，根据题给信息硝酸把铅氧化成Pb²⁺，硝酸被还原成NO，故反应方程式为PbO+2HNO₃=Pb（NO₃）₂+H₂O、3Pb+8HNO₃=3Pb（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
故答案为：PbO+2HNO₃=Pb（NO₃）₂+H₂O；3Pb+8HNO₃=3Pb（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
②硝酸铅可以和硫酸反应得到硫酸铅沉淀和硝酸，离子方程式为：Pb²⁺+SO₄^2-=PbSO₄↓，硝酸可以用来溶解PbO、Pb，可以循环使用；
故答案为：Pb²⁺+SO₄^2-=PbSO₄↓；HNO₃；
（2）①放电时，铅失电子发生氧化反应而作负极，电极反应式为Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，二氧化铅得电子作正极，电极反应式为PbO₂+SO₄^2-+2e^-+4H⁺═PbSO₄+2H₂O，
故答案为：PbO₂；Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄；
②充电时，阳极PbSO₄发生氧化反应，PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺+SO₄^2-，消耗氢离子，所以pH减小，故答案为：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+4H⁺+SO₄^2-；小．

点评：本题考查了生产硫酸铅的工艺流程、硝酸的性质等，还涉及基本的实验操作，考查学生分析问题和解决问题的能力，题目难度中等．