Question

PbO（溶于酸，微溶于强碱溶液）在工业上用途广泛，可制作颜料铅白、杀虫剂等。某再生能源企业以含铅废料（主要含Pb、PbO、PbSO₄ 和极少量的PbO₂）和稀H₂SO₄ 为原料制备高纯PbO 的工艺流程如下：

（1）铅蓄电池放电时负极的电极反应________。

（2）酸溶过程中含铅废料需要粉碎，其目的是__________，在 Fe²⁺催化下，PbO₂ 和Pb 反应生成PbSO₄，生成 1molPbSO₄ 转移电子的物质的量__________mol。

（3）滤液A 中含有的主要阳离子是______（填离子符号）。

（4）脱硫过程发生的主要反应的离子方程式为______。

（5）冷却、过滤后对所得的固体进行洗涤操作，在实验室洗涤时，检验沉淀是否洗涤干净的方法是______

（6）PbO 溶解在NaOH 溶液中，存在平衡：PbO（s）+NaOH（aq）NaHPbO₂（aq） 。 PbO 的溶解度曲线如图所示。结合该曲线，简述由粗品PbO 得到高纯PbO 的操作：将粗PbO 溶解在一定量______（填“35%”或“      10%）NaOH 溶液中，加热至 110℃左右，充分溶解后，_______，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO。

Answer

Pb-2e- + SO42-=PbSO4 增大固体表面积，提高反应速率 1mol H+ 、Fe2+ PbSO4 +2OH-=PbO+SO4 2-+H 2O 取最后一次洗涤液,做焰色反应实验,火焰不变黄色（或取最后一次洗涤液滴入盐酸和氯化钡溶液，若不产生沉淀），说明已洗涤干净 35% 趁热过滤

【解析】

（1）铅蓄电池中Pb为负极，PbO2为正极H2SO4为电解质，以此写出电极反应；

（2）利用增大化学反应速率的知识回答酸溶过程中含铅废料需要粉碎；由反应方程可知每生成1mol PbSO4转移电子数为1mol；

（3）含铅废料中加入硫酸亚铁和稀硫酸溶解，生成硫酸铅为滤渣，滤液中含有过量的硫酸和硫酸亚铁；

（4）脱硫过程发生的是将硫酸铅转化为PbO，溶液为碱性，以此写出化学方程式；

（5）冷却、过滤后对所得的固体进行洗涤操作，在实验室洗涤时，检验沉淀是否洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤液，做焰色反应实验，火焰不变黄色（或取最后一次洗涤液滴入盐酸和氯化钡溶液，若不产生沉淀），说明已洗涤干净；

（6）由溶解度曲线图可知PbO在35%的NaOH溶液中溶解度随着温度的变化溶解度变化较大。

（1）铅蓄电池中Pb为负极，PbO2为正极H2SO4为电解质，电极反应为：，故答案为：；

（2）酸溶过程中含铅废料需要粉碎目的是增大固体表面积，提高反应速率；由反应方程可知每生成1mol PbSO4转移电子数为1mol，故答案为：增大固体表面积，提高反应速率；1mol；；

（3）含铅废料中加入硫酸亚铁和稀硫酸溶解，生成硫酸铅为滤渣，滤液中含有过量的硫酸和硫酸亚铁，故主要阳离子为H+ 、Fe2+，故答案为：H+ 、Fe2+；

（4）脱硫过程发生的是将硫酸铅转化为PbO，主要反应的离子方程式为：，故答案为：PbSO4 +2OH-=PbO+SO4 2-+H 2O；

（5）冷却、过滤后对所得的固体进行洗涤操作，在实验室洗涤时，检验沉淀是否洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤液，做焰色反应实验，火焰不变黄色（或取最后一次洗涤液滴入盐酸和氯化钡溶液，若不产生沉淀），说明已洗涤干净，故答案为：取最后一次洗涤液，做焰色反应实验，火焰不变黄色（或取最后一次洗涤液滴入盐酸和氯化钡溶液，若不产生沉淀），说明已洗涤干净；

（6）由溶解度曲线图可知PbO在35%的NaOH溶液中溶解度随着温度的变化溶解度变化较大，则将粗PbO 溶解在一定量35%的NaOH溶液中再通过加热至 110℃左右，充分溶解后，趁热过滤，将滤液冷却结晶，过滤、洗涤并干燥得到高纯PbO，故答案为：35%；趁热过滤。