《2025年红对勾高考一轮复习金卷化学》

18. 废旧铅酸蓄电池的铅膏中主要含有$PbSO_{4}$、$PbO_{2}$、$PbO$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。
　　　
一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的$pH$如下表。
　　
回答下列问题。
（1）在“脱硫”中$PbSO_{4}$转化反应的离子方程式为________________________，用沉淀溶解平衡原理解释选择$Na_{2}CO_{3}$的原因：______________________________。
（2）在“脱硫”中，加入$Na_{2}CO_{3}$不能使铅膏中$BaSO_{4}$完全转化，原因是______________________________。
（3）在“酸浸”中，除加入醋酸$(HAc)$，还要加入$H_{2}O_{2}$。
①能被$H_{2}O_{2}$氧化的离子是________。
②$H_{2}O_{2}$促进了金属$Pb$在醋酸中转化为$Pb(Ac)_{2}$，其化学方程式为______________________________。
③$H_{2}O_{2}$也能使$PbO_{2}$转化为$Pb(Ac)_{2}$，$H_{2}O_{2}$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________。

答案： （1）$PbSO_{4}(s)+CO_{3}^{2 - }(aq)\rightleftharpoons PbCO_{3}(s)+SO_{4}^{2 - }(aq)$ $PbSO_{4}$转化反应的$K=\frac {c(SO_{4}^{2 - })}{c(CO_{3}^{2 - })}=\frac {K_{sp}(PbSO_{4})}{K_{sp}(PbCO_{3})}=\frac {2.5\times 10^{ - 8}}{7.4\times 10^{ - 14}}\approx 3.4\times 10^{5}$，反应正向进行的程度很大，可以进行到底
（2）$BaSO_{4}(s)+CO_{3}^{2 - }(aq)\rightleftharpoons BaCO_{3}(s)+SO_{4}^{2 - }(aq)$的$K=\frac {c(SO_{4}^{2 - })}{c(CO_{3}^{2 - })}=\frac {K_{sp}(BaSO_{4})}{K_{sp}(BaCO_{3})}=\frac {1.1\times 10^{ - 10}}{2.6\times 10^{ - 9}}\approx 0.04$，反应正向进行的程度很小
（3）①$Fe^{2 + }$ ②$Pb + H_{2}O_{2}+2HAc\rightleftharpoons Pb(Ac)_{2}+2H_{2}O$ ③做还原剂
（4）$Al(OH)_{3}$、$Fe(OH)_{3}$
（5）$Ba^{2 + }$、$Na^{ + }$
解析：加入$Na_{2}CO_{3}$使$PbSO_{4}(s)$转化为$PbCO_{3}(s)$，便于后续的“酸浸”；通过“酸浸”，铅元素全部转化为可溶性的$Pb(Ac)_{2}$，过滤后在滤液中加入$NaOH$溶液，使$Pb(Ac)_{2}$转化为$Pb(OH)_{2}$，$Pb(OH)_{2}$加热分解得到$PbO$。
(1)$PbCO_{3}$的$K_{sp}$远小于$PbSO_{4}$的$K_{sp}$，易发生生成$PbCO_{3}$的沉淀转化，且进行得较为彻底。
(2)$BaCO_{3}$的$K_{sp}$大于$BaSO_{4}$的$K_{sp}$，不易发生生成$BaCO_{3}$的沉淀转化，即使发生，反应进行的程度也很小。
(3)①$Fe^{2 + }$具有还原性，能被$H_{2}O_{2}$氧化。②$H_{2}O_{2}$能氧化$Pb$，使其转化成$Pb^{2 + }$，$Pb^{2 + }$再与$Ac^{ - }$结合生成$Pb(Ac)_{2}$，依据氧化还原反应的规律，即可写出反应的化学方程式。③$PbO_{2}$通过与$H_{2}O_{2}$、$HAc$反应转化为$Pb(Ac)_{2}$，发生氧化还原反应，铅元素化合价降低，$H_{2}O_{2}$做还原剂。
(4)根据题给信息可知，当$pH = 4.9$时，$Al^{3 + }$、$Fe^{3 + }$完全转化为$Al(OH)_{3}$、$Fe(OH)_{3}$。
(5)加入$NaOH$溶液，发生的“沉铅”反应为$Pb(Ac)_{2}+2NaOH\rightleftharpoons Pb(OH)_{2}\downarrow +2NaAc$，故滤液中含有的金属阳离子有$Na^{ + }$以及未沉淀的$Ba^{2 + }$。