Question

【题目】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：
（1）过程Ⅰ中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4的化学方程式是 ．
（2）过程Ⅰ中，Fe2+催化过程可表示为：
i：2Fe2++PbO2+4H++SO42﹣═2Fe3++PbSO4+2H2O
ii：…
①写出ii的离子方程式： ．
②下列实验方案可证实上述催化过程．将实验方案补充完整．
a．向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2 ， 溶液变红．
b． ．
（3）PbO溶解在NaOH溶液中，存在平衡：PbO（s）+NaOH（aq）NaHPbO2（aq），其溶解度曲线如图所示．
①过程Ⅱ的目的是脱硫．滤液1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用，其目的是（选填序号）．
A．减小Pb的损失，提高产品的产率
B．重复利用NaOH，提高原料的利用率
C．增加Na2SO4浓度，提高脱硫效率
②过程Ⅲ的目的是提纯，结合上述溶解度曲线，简述过程Ⅲ的操作：

Answer 1

【答案】
（1）Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O
（2）2Fe3++Pb+SO42﹣═PbSO4+2Fe2+；取a中红色溶液少量，加入过量Pb，充分反应后，红色褪去
（3）A；粗PbO溶解在35%NaOH溶液中配成高温下的饱和溶液，冷却结晶、过滤得PbO
【解析】（1）根据题给化学工艺流程知，过程Ⅰ中，在Fe2+催化下，Pb、PbO2和H2SO4反应生成PbSO4和水，所以答案是：Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O；（2）①催化剂通过参加反应，改变反应历程，降低反应的活化能，加快化学反应速率，而本身的质量和化学性质反应前后保持不变．根据题给信息知反应i中Fe2+被PbO2氧化为Fe3+ ， 则反应ii中Fe3+被Pb还原为Fe2+ ， 所以答案是：2Fe3++Pb+SO42﹣═PbSO4+2Fe2+；
②a实验证明发生反应i，则b实验需证明发生反应ii，实验方案为：
a．向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量PbO2 ， 溶液变红，亚铁离子被氧化为铁离子。
b．溶液中存在平衡，Fe3++3SCN﹣=Fe（SCN）3 ， 加入过量Pb，和平衡状态下铁离子反应生成亚铁离子，平衡逆向进行充分反应后，红色褪去，
所以答案是：取a中红色溶液少量，加入过量Pb，充分反应后，红色褪去；（3）①过程Ⅱ脱硫过程中发生的反应为PbSO4+2NaOH=PbO+Na2SO4+H2O，而滤液Ⅰ中含有硫酸，可降低溶液的PH，使平衡PbO（s）+NaOH（aq）NaHPbO2（aq）逆向移动，减少PbO损失，提高产品的产率，所以答案是：A；
②根据PbO的溶解度曲线，提纯粗Pb的方法为将粗PbO溶解在35%NaOH溶液中配成高温下的饱和溶液，冷却结晶、过滤得到PbO，
所以答案是：粗PbO溶解在35%NaOH溶液中配成高温下的饱和溶液，冷却结晶、过滤得PbO；