Question

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⁺+SO₄^2-═2Fe³⁺+PbSO₄+2H₂O

ii：……

①写出ii的离子方程式：______________________。

②下列实验方案可验证上述催化过程．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，其溶解度曲线如图1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PbO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

Pb + PbO2+ 2H2SO4= 2PbSO4+ 2H2O2Fe3++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A、B将粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加热至110℃，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥得到PbO固体

【解析】

（1）结合工艺流程图，过程Ⅰ中，在Fe2+催化下，Pb和PbO2反应生成PbSO4和水，化学方程式为： Pb + PbO2+ 2H2SO4= 2PbSO4+ 2H2O ，答案： (1). Pb + PbO2+ 2H2SO4= 2PbSO4+ 2H2O

（2）①催化剂参加反应，改变反应历程，降低反应活化能，加快反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后保持不变，i中Fe2＋ 被氧化为Fe3＋ ，ii中Fe3＋被还原成Fe2＋ ，离子方程式：2Fe3++Pb+SO42-═PbSO4+2Fe2+ ，答案： (2). 2Fe3++Pb+SO42-═PbSO4+2Fe2+

②取a中红色溶液少量，溶液中存在平衡，Fe3＋＋SCN―=Fe(SCN)3 加入过量Pb，Fe3＋ 被还原成Fe2＋ ，平衡逆向移动，充分反应后，红色褪去 ，答案： (3). 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PSO4＋2NaOH=PbO＋Na2SO4＋H2O  ，由于PbO能溶解于NaOH溶液，因此滤液I中含有Pb元素，重复使用滤液I可减少PbO的损失，且滤液I中过量的NaOH可以重新利用，提高原料的利用率，故选AB。答案：AB。

②根据PbO的溶解度曲线，提纯粗Pb的方法是将粗PbO溶解在NaOH溶液中，结合溶解度曲线，NaOH浓度高、温度高，PbO溶解度高，将粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加热至110℃，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥得到PbO固体，答案：将粗PbO溶解在一定量35%NaOH溶液中，加热至110℃，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥得到PbO固体

点睛：化学工艺流程图的分析、化学实验方案设计、物质的分离提纯、平衡原理的应用，综合性较强。