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，___________(填“趁热过滤”或“蒸发浓缩”)，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+2H2O 1 35% 趁热过滤 PbCl42-+2e-=Pb+4Cl- 继续向阴极区加PbO粗品

【解析】I.(1).由题目信息可知Pb3O4中铅的化合价为+2、+4两种价态，组成相当于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=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O，故答案为：Pb3O4+ 4HNO3=2Pb(NO3)2+PbO2+2H2O；

II. （2）.“酸溶”时，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4和水，反应方程式为：Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2O，根据方程式中Pb元素的化合价变化可知，每生成2mol PbSO4，转移电子2mol，则生成1molPbSO4转移电子的物质的量为1mol，故答案为：1；

（3）.根据PbO的溶解度曲线特点可知，在浓度高的NaOH溶液及较高的温度下，PbO的溶解度大，因此将粗品PbO溶解在一定量35%的NaOH 溶液中，加热至110℃，充分溶解后，在高温下趁热过滤除去杂质，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥即可得到高纯PbO 固体，故答案为：35%；趁热过滤；

（4）. ①.根据电化学原理可知，阴极发生还原反应，则Na2PbCl2得到电子生成Pb，电极反应式为：PbCl42－＋2e－=Pb＋4Cl－，故答案为：PbCl42－＋2e－=Pb＋4Cl－；

②. 阴极发生还原反应，则Na2PbCl2得到电子生成Pb，电极反应式为：PbCl42－＋2e－=Pb＋4Cl－，阳极发生氧化反应，溶液中的H2O放电生成氧气和氢离子，电极反应式为：2H2O－4e－=O2＋4H＋，电解一段时间后，Na2PbCl2的浓度极大减小，为了恢复其浓度且实现物质的循环利用，根据少什么加什么的原则，溶液中减少了Pb和O，应该在阴极区加PbO粗品，故答案是：继续向阴极区加PbO粗品。