Question

【题目】铅的单质、氧化物、盐在现代工业中有着重要用途。

（1）铅能形成多种氧化物，如碱性氧化物PbO、酸性氧化物PbO2、类似Fe3O4的Pb3O4，盛有PbO2的圆底烧瓶中滴加浓盐酸，产生黄绿色气体，其反应的化学方程式为_______。

（2）以废旧铅酸电池中的含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）和H2SO4为原料，制备高纯PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：

过程1中分离提纯的方法是___，滤液2中的溶质主要是____填物质的名称）。过程1中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是_______。

（3）将PbO溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl4的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。

①写出电解时阴极的电极反应式_________。

②电解过程中通过阳离子交换膜的离子主要为____。

③电解过程中，Na2PbCl4电解液浓度不断减小，为了恢复其浓度，应该向____极室（填“阴”或者“阳”）加入____（填化学式）。

Answer 1

【答案】PbO2+4HCl (浓)= PbCl2+Cl2↑+4H2O 过滤 硫酸钠 Pb+ PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O PbCl42-+2e-=Pb+4Cl- H+ 阴 PbO

【解析】

（1）依据给定信息结合氧化还原反应规律和元素守恒规律作答；

（2）含铅废料（Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等）与硫酸亚铁和硫酸作用，生成不溶物PbSO4、炭黑和滤液硫酸铁、硫酸等，其中硫酸亚铁作催化剂，加快Pb和PbO2的反应，经过过滤得到的PbSO4粗品再与氢氧化钠反应制得PbO粗品，再经过分离提纯得到高纯PbO，据此分析作答；

（3）在上述装置图中，电解池的阳极水中的氢氧根离子发生氧化反应生成氧气，阴极则为PbCl42-得电子生成Pb的过程，再结合电解池的原理分析作答。

（1）盛有PbO2的圆底烧瓶中滴加浓盐酸，产生黄绿色气体，则该气体为氯气，根据氧化还原反应的规律及元素守恒可知，产物还有PbCl2和水，其化学方程式为：PbO2+4HCl (浓)= PbCl2+Cl2↑+4H2O；

（2）过程1中得到了滤液和不溶物PbSO4，则过程1的操作方法为过滤；PbSO4与氢氧化钠反应生成物除了PbO以外，应还有硫酸钠，则滤液2中的溶质主要是硫酸钠，在Fe2+催化下，Pb和PbO2在稀硫酸作用下发生归中反应生成PbSO4的方程式为：Pb+ PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O，故答案为：过滤；硫酸钠；Pb+ PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O；

（3）①电解时阴极PbCl42-得电子生成Pb，其电极反应式为PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-；

②电解过程中，惰性电极a（阳极）上水失电子发生氧化反应，其电解反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，为平衡电荷，生成的H+会通过阳离子交换膜移向阴极，故答案为：H+；

③电解过程中，阴极发生电极反应：PbCl42－+2e-=Pb+4Cl-，则可在阴极补充PbO生成PbCl42-，使Na2PbCl4电解液浓度恢复，故答案为：阴极，PbO。