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13.以含铅废料(主要含Pb、PbO、PbO2、PbSO4)和稀H2SO4为原料制备高纯Pb、PbO等,实现铅的再生利用.其主要流程如图1:

(1)“酸溶”时,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4,生成1mol PbSO4,转移电子的物质的量是1mol.Fe2+催化过程可表示为:
①2Fe2++PbO2+4H++SO42-═2Fe3++PbSO4+2H2O
②2Fe3++Pb+SO42-=PbSO4+2Fe2+.(用离子方程式表示反应②)
(2)写出脱硫过程发生主要反应的化学方程式:PbSO4+2NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbO+Na2SO4+H2O.
(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2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35%(填“35%”或“10%”)的NaOH溶液中,加热至110℃,充分溶解后,趁热过滤(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HC1和NaC1的混合溶液中,得到含Na2PbC14的电解液,电解Na2PbC14溶液,生成Pb,如图3所示.
①阴极的电极反应式是PbCl42-+2e-=Pb+4Cl-
②电解一段时间后,Na2PbC14浓度极大下降,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继续向阴极区加PbO粗品.

分析 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,含铅废料加入硫酸亚铁、稀硫酸加热反应过滤得到PbSO4粗品,加入10%的氢氧化钠溶液加热反应,冷却过滤得到PbO粗品,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.
(1)在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4,反应为:Pb+PbO2+2H2SO4$\frac{\underline{\;Fe_{2}+\;}}{\;}$2PbSO4+2H2O,生成2molPbSO4转移电子2mol,Fe2+作催化剂,故①2Fe2++PbO2+4H++SO42-═2Fe3++PbSO4+2H2O,②应为Pb将Fe3+还原为Fe2+,据此书写;
(2)脱硫过程为向含有PbSO4的溶液中滴加NaOH溶液,生成PbO,可结合电子守恒、电荷守恒及原子守恒写出此反应的方程式;
(3)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,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,据此分析;
(4)①阴极发生还原反应;
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”可知后加入PbO.

解答 解:(1)在Fe2+催化下,Pb和PbO2反应生成PbSO4,反应为:Pb+PbO2+2H2SO4$\frac{\underline{\;Fe_{2}+\;}}{\;}$2PbSO4+2H2O,生成2molPbSO4转移电子2mol,故生成1mol PbSO4,转移电子的物质的量是1mol;Fe2+作催化剂,故①2Fe2++PbO2+4H++SO42-═2Fe3++PbSO4+2H2O,②应为Pb将Fe3+还原为Fe2+,反应为:2Fe3++Pb+SO42-=PbSO4+2Fe2+
故答案为:1;2Fe3++Pb+SO42-=PbSO4+2Fe2+
(2)脱硫过程中滴加NaOH溶液,生成PbO,发生主要反应的方程式是:PbSO4+2NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbO+Na2SO4+H2O;
故答案为:PbSO4+2NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbO+Na2SO4+H2O;
(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Na2PbC14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.

点评 本题考查了化学工艺流程分析、实验原理分析、离子方程式书写、化学实验方案的设计、物质分离提纯、平衡一点原理的应用,涉及实验的基本操作,属综合考查,题目难度中等.

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A.Y<Z<XB.X<Y<ZC.Z<Y<XD.X<Z<Y

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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

4.下列说法正确的是(  )
A.只含H、N、O三种元素的化合物,可能是离子化含物,也可能是共价化合物
B.元素周期表中,ⅠA族与ⅦA族元素间只能形成离子化合物
C.NaHCO3、CH3COONa均含有离子键和共价键
D.化合物MgO、SiO2、SO3中化学键的类型相同

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.利用下列实验装置能完成相应实验的是(  )
A.
制取并收集干燥纯净的NH3
B.
模拟海水蒸馏
C.
收集NO2气体
D.
包有足量Na2O2的脱脂面燃烧

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

8.下列离子方程式正确的是(  )
A.硫酸铝溶液中加过量氨水:Al3++4OH-═AlO2-+2H2O
B.过量铁粉与一定量稀硝酸反应:Fe+4H++NO3-═Fe3++NO↑+2H2O
C.用热的浓盐酸除去试管内壁的MnO2:MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O
D.澄清石灰水中加入过量NaHCO3溶液:Ca2++OH-+HCO3-═CaCO3↓+H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

18.工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理.以下处理措施和方法类别都正确的是(  )
选项污染物处理措施方法类别
A含Cr2O72-废水加FeSO4沉降物理法
B含纯碱的废水加石灰水反应化学法
C含Cu2+等重金属离子的废水加硫酸盐沉降化学法
D含复杂有机物的废水通过微生物代谢生物法
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

5.一氯化碘是一种红棕色液体,不溶于水,溶于乙醇和乙酸,能与KI反应生成I2,用于测定油脂中的碘值等(注:碘值表示有机物中不饱和程度的指标).某校研究性学习小组的同学拟制备一氯化碘(沸点101℃).回答下列问题:
I.甲组同学拟利用干燥纯净的氯气与碘反应制备一氯化碘,已知碘与氯气的反应为放热反应,其装置如图:

(1)一氯化碘的电子式为.A中反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:2.
(2)各装置连接顺序为A→C→E→B→D.
(3)B装置烧瓶需放在冷水中,其目的是防止ICl挥发.
(4)B装置得到的液态产物进一步提纯可得到较纯净的ICl,采取的方法是蒸馏.
II.乙组同学采用最新报道制一氯化碘的方法:在三颈烧瓶中加入粗碘和盐酸,控制温度约50℃,在不断搅拌下逐滴加入氯酸钠溶液,生成一氯化碘.
(5)此反应的化学方程式为3I2+6HCl+NaClO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$6ICl+NaCl+3H2O.
(6)请设计实验证明:ICl的氧化性比I2强:用湿润的淀粉KI试纸检测ICl,试纸变蓝.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

2.氨气和氯气是重要的工业原料,某兴趣小组设计了相关实验探究它们的某些性质.实验一:用氨气认识喷泉实验的原理,并测定电离平衡常数K(NH3•H2O)

(1)检査图1的装置Ⅰ的气密性的方法是关闭止水夹K,打开分液漏斗的旋塞和盖子,从分液漏斗往烧瓶中加水,若分液漏斗中形成一段水柱且一段时间不变化,说明气密性良好.
(2)喷泉实验结束后,发现三颈烧瓶未充满水(假如装置的气密性良好),原因是氨气中混有空气.用碱式滴定管(填仪器名称)量取25.00mL喷泉实验后的氨水至锥形瓶中,用0.0500mol/L盐酸滴定测定氨水的浓度,滴定曲线如图2所示.下列关于该滴定实验的说法中正确的是BD(选填字母).
A.当pH=7.0时,氨水与盐酸恰好中和 B.选择酚酞作为指示剂,测定结果偏低
C.酸式滴定管未用盐酸润洗会导致测定结果偏低D.当 pH=11.0 时,K(NH3•H2O)约为2.2×10-5
实验二:拟用图3装置设计实验来探究纯净、干燥的氯气与氨气的反应.
(3)A中所发生反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2H2O+2NH3↑.
(4)图3中的装置连接顺序为A→D→F→C→E→B (用大写字母表示).若按照正确顺序连接实验装置后,整套实验装置存在的主要缺点是无尾气处理装置.
(5)写出F装置中的反应的一种工业用途用氨气检验氯气管道是否泄漏.
(6)反应完成后,F装罝中底部有固体物质生成.请利用该固体物质设计一个实验方案证明NH3•H2O为弱碱(其余实验用品自选)取F装置中的固体物质溶于水配成溶液,测定溶液的pH,若pH<7,可证明NH3•H2O为弱碱.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

6.下列现象或事实不能用同一原理解释的是(  )
A.浓硝酸和硝酸银用棕色试剂瓶保存
B.常温下铁和铂都不溶于浓硝酸
C.亚硫酸盐和硫酸亚铁固体长期暴露在空气中变质
D.H2O2溶液中加入少量MnO2或FeCl3溶液都能增大反应速率

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