Question

【題目】用廢鉛蓄電池的鉛泥（含PbSO4、PbO和Pb等）制備精細(xì)化工產(chǎn)品PbSO4·3PbO·H2O（三鹽）的主要流程如下：

已知：常溫下，Ksp（PbSO4）=2.0×10-8 Ksp（PbCO3）=1.0×10-13 ，請(qǐng)回答以下問(wèn)題：

(1)鉛蓄電池工作原理是PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O，在放電過(guò)程中負(fù)極的質(zhì)量__________；電解質(zhì)溶液的pH___________（用“變大”、“不變”或“變小”填寫(xiě)）。該鉛蓄電池放電過(guò)程中的正極反應(yīng)式為__________________________________________。

(2)步驟③的目的是使鉛泥中的Pb溶解，其對(duì)應(yīng)的離子方程式為________________ 。濾液2中的溶質(zhì)主要是_____________（填化學(xué)式），過(guò)濾操作中使用到的玻璃儀器有_____。

(3)步驟⑥合成三鹽的化學(xué)方程式為________________________。

(4)步驟⑦洗滌產(chǎn)品的方法是________________________________。

(5)在“轉(zhuǎn)化”過(guò)程中，若PbSO4和PbCO3在懸濁液中共存，則c（SO42-）：c（CO32-）=____________。

Answer 1

【答案】變大 變大 PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O 3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO+4H2O HNO3 玻璃棒、燒杯、漏斗 4PbSO4+6NaOH=3Na2SO4+PbSO43PbOH2O+2H2O 將產(chǎn)品放入過(guò)濾器中，加入蒸餾水沒(méi)過(guò)產(chǎn)品，讓誰(shuí)自然流下，重復(fù)2至3次 2.0×105

【解析】

題時(shí)抓住流程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化原理及鉛蓄電池工作原理，分析元素化合價(jià)變化，弄清濾液和濾渣的主要成分，根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)推斷相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)；區(qū)別放電和充電，根據(jù)電極反應(yīng)類(lèi)型書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式。

(1)鉛蓄電池工作原理是PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O，在放電過(guò)程中負(fù)極電極反應(yīng)式：Pb+ H2SO4-2e-=PbSO42-+4H+，所以負(fù)極的質(zhì)量變大；放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為PbO2+2e-+ SO42-+4H+PbSO4+2H2O,電解質(zhì)溶液的H+濃度減小，所以pH變大。答案：變大；變大 ； PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O。

(2)步驟③的目的是使鉛泥中的Pb溶解，其對(duì)應(yīng)的離子方程式為3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO+4H2O 。沉鉛涉及的反應(yīng)為Pb(NO3)2+H2SO4PbSO4↓+2HNO3。所以濾液Ⅱ中的溶質(zhì)主要是HNO3，過(guò)濾操作中使用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、漏斗。答案： 3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO+4H2O ； HNO3 ；玻璃棒、燒杯、漏斗。

(3) 加入NaOH溶液，合成三鹽的化學(xué)方程式為4PbSO4+6NaOH3PbO·PbSO4·H2O↓+3Na2SO4+2H2O。答案：4PbSO4+6NaOH=3Na2SO4+PbSO43PbOH2O+2H2O

(4) 向裝產(chǎn)品的過(guò)濾器中加入蒸餾水沒(méi)過(guò)產(chǎn)品，讓水自然流下，重復(fù)2至3次即可；答案：將產(chǎn)品放入過(guò)濾器中，加入蒸餾水沒(méi)過(guò)產(chǎn)品，讓水自然流下，重復(fù)2至3次 。

(5) PbSO4(s)+ CO32-(aq)PbCO3(s)+ SO42-(aq)；K=c(SO42-)/c(CO32-)= Ksp（PbSO4）/ Ksp（PbCO3）=2.0×10-8/1.0×10-13 ==2.0×105。所以在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，PbSO4和PbCO3在懸濁液中共存時(shí)，則c（SO42-）：c（CO32-）=2.0×105。答案：2.0×105。