現代的社會強調「資源可持續回復,循環再生」的循環經濟。鉛蓄電池因使用量非常龐大,環保署公告
2020 年回收的廢鉛蓄電池總處理量高達
6 萬多公噸。而廢鉛蓄電池中主要含金屬鉛(
Pb)、氧化鉛(
PbO)、二氧化鉛(
PbOX2)、硫酸鉛(
PbSOX4)。某研究團隊設計以下流程,可從廢鉛蓄電池中提煉高純度的
PbO。
I. 將含有廢鉛蓄電池的廢料、濃度
2.0M 的
HX2SOX4、
0.1M 的
FeSOX4(在溶液中解離成
FeX2+ 和
SOX4X2− 溶液的混合物在
65 ℃ 進行反應,所產生的
PbSOX4 可以式(
2)表示:
Pb(s)+PbOX2(s)+2HX2SOX4(aq)2PbSOX4(s)+2HX2O(l) 式(
2)
II. 將實驗
I 的
PbSOX4 粗產物溶於
10% NaOH 溶液,加熱,並趁熱過濾;待濾液冷卻至室溫後,過濾並收集含
PbO 的粗產物。
III. 將實驗
II 的
PbO 粗產物置於
35% NaOH 溶液中,在
110℃ 下攪拌至完全溶解後趁熱過濾,靜置濾液使其冷卻至室溫,可得高純度的黃色物質即為
PbO。
該研究團隊為探究
FeX2+ 在實驗
I 中扮演的角色,利用鐵離子會與
SCNX− 產生錯合物的特性,又進行以下兩個實驗:
IV. 65℃ 時,於
2.0M 的
HX2SOX4 與
0.1M 的
FeSOX4 的水溶液中加入適量
KSCN 水溶液後,溶液幾乎無色;但是若加入少量
PbOX2 後,溶液呈紅色,並有白色
PbSOX4 固體產生。
V. 取出實驗
IV 的紅色溶液置於另一試管;在
65℃ 時,加入鉛粉,溶液又變成幾乎無色,且有白色
PbSOX4 固體產生。
回答下列問題: