废铅蓄电池的回收中产生大量的铅膏,回收利用铅膏能有效减少铅污染,充分利用铅资源。
(1)铅膏制备PbO.铅膏经过预处理后(主要成分为PbSO4)加入Na2CO3溶液,使之转化为PbCO3,然后充分灼烧得到PbO。
①PbCO3分解产生aPbCO3•bPbO中间产物。PbCO3和PbSO4加热升温过程中固体的质量变化如图。PbCO3在300℃时分解的产物为2PbCO3•PbO2PbCO3•PbO。

②工业上用PbCO3热分解制备的PbO而不直接热分解PbSO4制备的PbO的原因是PbSO4分解温度高,消耗能量多,产生硫的氧化物,污染大PbSO4分解温度高,消耗能量多,产生硫的氧化物,污染大。
(2)沉淀除铅。铅膏经过转化后得到含铅的Na2SO4废液,需要进一步除去废水中的铅。
①常温下,该废液中SO42-浓度为0.01mol•L-1,则该废液中Pb2+浓度最大为1.8×10-6mol/L1.8×10-6mol/L。[Ksp(PbSO4)=1.8×10-8]
②随温度升高和SO42-浓度增大废液中Pb2+浓度显著增大,所以工业通常采用向废液中加入Na2CO3、NaHCO3或NaOH等碱性沉淀剂产生Pb(OH)2沉淀除铅。废液随着pH的变化生成Pb(OH)2的质量如图1。

向含铅废液中投放NaHCO3发生的离子方程式为Pb2++2HCO3-=Pb(OH)2↓+2CO2↑Pb2++2HCO3-=Pb(OH)2↓+2CO2↑。在实际生产中采用NaHCO3或Na2CO3沉铅,不采用NaOH的原因是NaOH碱性强,易与Pb(OH)2反应而使其溶解,使用NaHCO3或Na2CO3溶液,易控制pH,能最大限度使铅沉淀;NaOH碱性强,易与Pb(OH)2反应而使其溶解,使用NaHCO3或Na2CO3溶液,易控制pH,能最大限度使铅沉淀;。
(3)电化学除铅。利用脉冲电源(间歇性通入电流)电解法转化废液中的Pb2+实现铅资源化利用,可以提高除铅效率(除铅效率与Pb2+浓度有关),其原理示意图2。
①写出阳极的电极反应式4OH--4e-=2H2O+O2↑4OH--4e-=2H2O+O2↑。
②采用脉冲电解比普通电源电解的优点是可让阴阳离子充分的移动到阳极和阴极附近,电极区相关离子浓度更大,有利于电解可让阴阳离子充分的移动到阳极和阴极附近,电极区相关离子浓度更大,有利于电解。
【考点】化学方程式的有关计算;原电池与电解池的综合.
【答案】2PbCO3•PbO;PbSO4分解温度高,消耗能量多,产生硫的氧化物,污染大;1.8×10-6mol/L;Pb2++2HCO3-=Pb(OH)2↓+2CO2↑;NaOH碱性强,易与Pb(OH)2反应而使其溶解,使用NaHCO3或Na2CO3溶液,易控制pH,能最大限度使铅沉淀;;4OH--4e-=2H2O+O2↑;可让阴阳离子充分的移动到阳极和阴极附近,电极区相关离子浓度更大,有利于电解
【解答】
【点评】
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