Question

【题目】铅的单质、氧化物、盐在现代工业中有着重要用途。

Ⅰ.（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，Pb3O4与HNO3发生非氧化还原反应生成一种盐和一种铅氧化物，其反应的化学方程式为_____________。

Ⅱ.以含铅废料(主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4)为原料制备高纯PbO，其主要流程如下：

（2）“酸溶”时，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4生成1molPbSO4转移电子的物质的量为____________mol。

（3）已知：①PbO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：

②粗品PbO中所含杂质不溶于NaOH溶液。

结合上述信息，完成由粗品PbO得到高纯PbO的操作：将粗品PbO溶解在一定量__________(填“35%”或“10%”)的NaOH溶液中，加热至110℃，充分溶解后，__________，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体。

（4）将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中，得到含Na2PbCl2的电解液，电解Na2PbCl4溶液生成Pb的装置如图所示。

①阴极的电极反应式为_______________________。

②电解一段时间后，Na2PbCl4浓度极大减小，为了恢复其浓度且实现物质的循环利用，阴极区采取的方法是_________________________。

Answer 1

【答案】Pb3O4+ 4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O135%趁热过滤PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-继续向阴极区加PbO粗品

【解析】

(1)由题目信息知Pb3O4中铅的化合价为+2、+4两种价态．相当于2PbOPbO2，由于PbO2是酸性氧化物，故它不能与硝酸反应，PbO是碱性氧化物，它与硝酸发生非氧化还原反应，生成Pb(NO3)2，由此可写出对应的化学方程式：Pb3O4+4HNO3=PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O，故答案为：Pb3O4+4HNO3=PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O；

(2)在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4，反应为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O，生成2molPbSO4转移电子2mol，故生成1molPbSO4，转移电子的物质的量是1mol； 故答案为：1；

(3)根据PbO的溶解度曲线，提纯粗Pb的方法为将粗PbO溶解在NaOH溶液中，结合溶解度曲线特点可知浓度高的NaOH溶液和较高的温度，PbO的溶解度高，因此加热至较高温度，充分溶解，然后再高温下趁热过滤除去杂质，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO固体；故答案为：35%；趁热过滤；

(4)①阴极发生还原反应，根据题意电解Na2PbCl4溶液，生成Pb，Pb发生还原反应，故阴极反应为：PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-；故答案为：PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-；

②阴极电解一段时间后溶液为HC1和NaC1的混合溶液，根据题意“将PbO粗品溶解在HC1和NaC1的混合溶液中，得到含Na2PbC14的电解液”继续向阴极区加PbO粗品可恢复其浓度且实现物质的循环利用；故答案为：继续向阴极区加PbO粗品。