Question

【题目】工业从废铅酸蓄电池的渣泥（主要成分为PbSO4、PbO2）回收铅。RSR 工艺的主要流程如下：

（1）铅酸蓄电池放电时总反应为：

Pb(s) ＋ PbO2(s) ＋ 2H2SO4(aq) ＝ 2PbSO4(s) ＋ 2H2O(l)

正极反应：PbO2(s) ＋ SO42－(aq) ＋ 4H+(aq) ＋ 2e－ ＝ PbSO4(s) ＋ 2H2O(l)

负极反应：________。

（2）向渣泥中加入Na2CO3溶液将PbSO4转化为更难溶的PbCO3。

①用化学平衡移动原理解释其原因：________。

②工业上常用NaHCO3溶液代替Na2CO3溶液，将PbSO4转化为PbCO3。PbSO4与NaHCO3溶液或Na2CO3溶液不同物质的量比时，PbSO4的转化率见下表。

Ⅰ	n(PbSO4)∶ n(NaHCO3)	1∶1.5	1∶2	1∶3
	PbSO4转化率/%	95.5	96.9	97.8
Ⅱ	n(PbSO4)∶ n(Na2CO3)	1∶1.5	1∶2	1∶3
	PbSO4转化率/%	98	98	98

依据上表数据，物质的量比相同时，Ⅱ中PbSO4的转化率比Ⅰ中的略大，原因是________。

③上述反应除生成PbCO3外，还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2]，二者受热都易分解生成PbO。通过实验确定产物中含有2PbCO3·Pb(OH)2，则该实验操作及现象是________；通过定量实验确定产物中2PbCO3·Pb(OH)2的含量，则需测定的数据是________。

（3）渣泥中加入Na2SO3溶液，利用其性质是________。

（4）H2SiF4溶液溶解PbCO3的化学方程式是________。

Answer 1

【答案】 Pb(s) + SO42－(aq) －2 e－ ＝ PbSO4(s) PbSO4浊液中存在平衡PbSO4(s)Pb2+(aq) + SO42(aq)，Na2CO3溶液中的CO32与Pb2+结合生成更难溶的PbCO3，c(Pb2+)降低，平衡正向移动，即发生反应PbSO4(s)＋CO32 (aq) PbCO3(s)＋SO42 (aq) 与PbSO4物质的量比相同时，Na2CO3溶液中c(CO32－)比NaHCO3溶液中的大 取一定量样品充分干燥后加热，将产生的气体通过盛有无水硫酸铜的干燥管，无水硫酸铜变蓝色，说明样品含有2PbCO3·Pb(OH)2 干燥后样品的质量m1，充分加热、冷却后固体的质量m2 （答案合理即得分） 还原性 PbCO3 + H2SiF4 ＝ PbSiF4 + CO2↑ + H2O

【解析】（1）铅酸蓄电池放电时总反应为：Pb(s) ＋ PbO2(s) ＋ 2H2SO4(aq) ＝ 2PbSO4(s) ＋ 2H2O(l)；正极反应：PbO2(s) ＋ SO42－(aq) ＋ 4H+(aq) ＋ 2e－ ＝ PbSO4(s) ＋ 2H2O(l)；根据电池中电极总反应式－正极反应＝负极反应可得负极反应：Pb(s) + SO42－(aq) －2 e－ ＝ PbSO4(s) ；（2）①PbSO4浊液中存在平衡PbSO4(s)Pb2+(aq) + SO42(aq)，Na2CO3溶液中的CO32与Pb2+结合生成更难溶的PbCO3，c(Pb2+)降低，平衡正向移动，即发生反应PbSO4(s)＋CO32 (aq) PbCO3(s)＋SO42 (aq)，故向渣泥中加入Na2CO3溶液将PbSO4转化为更难溶的PbCO3；②与PbSO4物质的量比相同时，Na2CO3溶液中c(CO32－)比NaHCO3溶液中的大，故Ⅱ中PbSO4的转化率比Ⅰ中的略大；③取一定量样品充分干燥后加热，将产生的气体通过盛有无水硫酸铜的干燥管，无水硫酸铜变蓝色，说明样品含有2PbCO3·Pb(OH)2；通过定量实验确定产物中2PbCO3·Pb(OH)2的含量，则需测定的数据是干燥后样品的质量m1，充分加热、冷却后固体的质量m2；（3）渣泥中加入Na2SO3溶液，利用其性质是还原性，将PbO2还原；（4）H2SiF4溶液溶解PbCO3生成PbSiF4，同时生成二氧化碳和水，反应的化学方程式是PbCO3 + H2SiF4 ＝ PbSiF4 + CO2↑ + H2O。