大题突破1 化学工艺流程题（教参word）-2023大二轮【导学教程】老高考化学专题辅导与训练

1.(2022·全国乙卷)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等，为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。 一些难溶电解质的溶度积常数如下表： 难溶电解质 PbSO4 PbCO3 BaSO4 BaCO3 Ksp 2.5×10－8 7.4×10－14 1.1×10－10 2.6×10－9 一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表： 金属氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Al(OH)3 Pb(OH)2 开始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2 完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1 回答下列问题： (1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为____________________________，用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在“脱硫”中，加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)在“酸浸”中，除加入醋酸(HAc)，还要加入H2O2。 ①能被H2O2氧化的离子是________； ②H2O2促进了金属Pb在醋酸中转化为Pb(Ac)2，其化学方程式为__________________________； ③H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，H2O2的作用是____________。 (4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是________________________。 (5)“沉铅”的滤液中，金属离子有____________。 解析　铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb，还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等，向铅膏中加入碳酸钠溶液进行脱硫，硫酸铅转化为碳酸铅，过滤，向所得固体中加入醋酸、过氧化氢进行酸浸，过氧化氢可将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，酸浸后溶液的pH约为4.9，依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知，滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁，过滤后，向滤液中加入氢氧化钠溶液进行沉铅，得到氢氧化铅沉淀，滤液中的金属阳离子主要为钠离子和钡离子，氢氧化铅再进行处理得到PbO。 (1)“脱硫”中，碳酸钠溶液与硫酸铅反应生成碳酸铅和硫酸钠，反应的离子方程式为：PbSO4(s)＋CO(aq)===PbCO3(s)＋SO(aq)，由一些难溶电解质的溶度积常数的数据可知， Ksp(PbCO3)＝7.4×10－14，Ksp(PbSO4)===2.5×10－8，反应PbSO4(s)＋CO(aq)===PbCO3(s)＋SO(aq)的平衡常数K＝＝＝＝≈3.4×105>105，说明可以转化的比较彻底，且转化后生成的碳酸铅可由酸浸进入溶液中，减少铅的损失。 (2)反应BaSO4(s)＋CO(aq)===BaCO3(s)＋SO(aq)的平衡常数K＝＝＝＝≈0.04≪105，说明该反应正向进行的程度有限，因此加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化。 (3)①过氧化氢有氧化性，亚铁离子有还原性，会被过氧化氢氧化为铁离子。 ②过氧化氢促进金属Pb在醋酸溶液中转化为Pb(Ac)2，过氧化氢与Pb、HAc发生氧化还原反应生成Pb(Ac)2和H2O，依据得失电子守恒和原子守恒可知，反应的化学方程式为：Pb＋H2O2＋2HAc===Pb(Ac)2＋2H2O。 ③过氧化氢也能使PbO2转化为Pb(Ac)2，铅元素化合价由＋4价降低到了＋2价，PbO2是氧化剂，则过氧化氢是还原剂。 (4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9，依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知，滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁。 (5)依据分析可知，加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化，铁离子、铝离