【題目】三鹽基硫酸鉛(3PbO·PbSO4·H2O,不溶于水)主要適用于不透明的聚氯乙烯硬質(zhì)管、注射成型制品,也可用于人造革等軟質(zhì)制品。以鉛泥(主要成分為PbO、PbPbSO4)為原料制備三鹽的工藝流程如圖所示。

已知:Ksp(PbSO4)=1.82×108,Ksp (PbCO3)=1.46×1013

請回答下列問題:

(1)加入碳酸鈉溶液后PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3。轉(zhuǎn)化的方程式為:PbSO4(s)+CO32(aq)=PbCO3(s)+SO42(aq),通過計算(保留2位有效數(shù)字)說明該反應程度很大的原因:___________。這一步驟中,也可以將碳酸鈉溶液改為碳酸氫鈉溶液,寫出用碳酸氫鈉溶液時的離子方程式:___________。

(2)根據(jù)圖溶解度曲線(g/100g),由濾液I得到Na2SO4固體的操作為將濾液1”___________、___________、用乙醇洗滌后于燥。

(3)步驟③“酸溶,為提高酸溶速率,可采取的措施是___________(任意寫出一條),生成NO的離子方程式:___________。

(4)“濾液2”中可循環(huán)利用的溶質(zhì)為___________(填化學式)。

步驟④“沉鉛時若將Pb(NO3)2溶液與0.02mol·L1H2SO4等體積混合生成PbSO4沉淀時,所需Pb(NO3)2溶液的最小物質(zhì)的量濃度為___________mol·L1。

【答案】該反應平衡常數(shù)K=1.2×105,所以能進行 PbSO4+2HCO3-=PbCO3s+SO42-+H2O+CO2 蒸發(fā)(升溫)結晶 趁熱過濾 適當升溫(適當增加硝酸濃度,減小濾渣顆粒大小等合理答案均可) 3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO+4H2O HNO3 3.64×10-6

【解析】

以鉛泥(主要成分為PbO、PbPbSO4等)為原料制備三鹽:向鉛泥中加Na2CO3溶液是將PbSO4轉(zhuǎn)化成PbCO3,Na2CO3aq+PbSO4s=Na2SO4aq+PbCO3s),所以濾液Ⅰ的溶質(zhì)主要是Na2SO4和過量的Na2CO3,濾渣PbPbOPbCO3在硝酸的作用下反應:3Pb+8HNO3=3PbNO32+2NO↑+4H2O、PbCO3+2HNO3=PbNO32+CO2↑+H2OPbO+2HNO3=PbNO32+2H2O,均轉(zhuǎn)化成PbNO32,PbNO32中加稀H2SO4轉(zhuǎn)化成PbSO4和硝酸,過濾的濾液為HNO3,可循環(huán)利用,向硫酸鉛中加入氫氧化鈉合成三鹽和硫酸鈉,在50℃~60℃,4PbSO4+6NaOH=3PbOPbSO4H2O+3Na2SO4+2H2O,濾液3主要是硫酸鈉,洗滌沉淀干燥得到三鹽,據(jù)此分析解答。

(1)反應PbSO4(s)+CO32(aq)=PbCO3(s)+SO42(aq)的平衡常數(shù)K====1.2×105,由于反應平衡常數(shù)大于105,所以反應進行程度很大;如果碳酸鈉溶液改為碳酸氫鈉溶液,注意寫離子方程式時弱酸的酸式酸根離子不可拆開,離子方程式為PbSO4+2HCO3-=PbCO3s+SO42-+H2O+CO2;

答案:該反應平衡常數(shù)K=1.2×105,所以能進行 PbSO4+2HCO3-=PbCO3s+SO42-+H2O+CO2

(2)由圖象分析可知,溫度較高時析出硫酸鈉,溫度較低時析出硫酸鈉結晶水合物,因此由濾液I得到Na2SO4固體的操作為將濾液1”蒸發(fā)(升溫)結晶、趁熱過濾,洗滌晶體時用乙醇洗滌避免形成結晶水合物;

答案:蒸發(fā)(升溫)結晶 趁熱過濾

(3)提高反應速率可以從升溫和適當增大反應物濃度,增大固體反應物接觸面積角度考慮;因為3Pb+8HNO3=3PbNO32+2NO↑+4H2O,所以生成NO的離子方程式:3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO+4H2O;

答案:適當升溫(適當增加硝酸濃度,減小濾渣顆粒大小等合理答案均可) 3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO+4H2O

(4)PbNO32中加稀H2SO4轉(zhuǎn)化成PbSO4和硝酸,過濾后,濾液中的溶質(zhì)主要為HNO3,可循環(huán)利用于酸溶;

設所需Pb(NO3)2溶液的最小物質(zhì)的量濃度為x mol·L1Ksp(PbSO4)=1.82×108=C(Pb2+)×C(SO42-)=×,計算得x=3.64×10-6;

答案: HNO3 3.64×10-6

練習冊系列答案
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2)將2mol·L-1Al2(SO4)30.2mol·L-1H2SO4溶液等體積混合(設混合溶液體積等于兩溶液體積之和),計算混合液中c(SO42-)=__mol·L-1。若用容量瓶以質(zhì)量分數(shù)為98%、密度為1.84g/cm3的濃硫酸,配制480mL濃度成0.2mol·L-1 稀硫酸,計算需要量取____mL的濃硫酸。

3)配平以下方程式___

___K2Cr2O7+___HCl=___KCl+___CrCl3+___Cl2↑+___H2O

上述反應中物質(zhì)氧化性:___>__,每生成lmolCl2時有__個電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為__。

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(3)反應②和③的反應類型分別是___________、_____________。

(4)設計反應④和⑥的目的是_________________________________________

(5)FG的化學方程式為_________________________________________。

(6)芳香化合物X(C6H7NO2),與D具有相同的官能團,X的可能結構共有________種(不考慮立體異構):其中核磁共振氫譜為四組峰,峰面積比為2:2:2:1,其結構簡式為_________

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(2)已知等電子體具有相似的結構和化學鍵特征,O22+與元素N的單質(zhì)互為等電子體,則O22+的電子式為___________

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(4)如圖EMIM+離子中,碳原子的雜化軌道類型為___________。分子中的大π鍵可用符號πnm表示,其中n代表參與形成大π鍵的原子數(shù),m代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為π66),則EMM+離子中的大π鍵應表示為___________。

(5)NiO晶體結構與NaCl相似,晶胞中Ni2+位置在頂點和面心,則晶胞中O2位置在___________,已知晶體密度為dg/cm3,N2+原子半徑為xpm,O2原子半徑為ypm阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶胞中原子的空間利用率為___________(列出化簡后的計算式)。

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t/

5

15

25

35

50

K1

1100

841

680

533

409

請回答:

(1)若反應②的化學平衡常數(shù)為K2,在相同溫度下,K1·K2=____________

(2)上述反應①的H1_______0(“>”、“=”、“<”);若升高溫度,則I2的溶解速率會______(加快”、“減慢不變”)。

(3)能判斷反應①已達到平衡的依據(jù)是_______________

A.容器中的壓強不再改變 B.溶液的顏色不再改變

C.I-濃度不再變化 D.正逆反應速率均為0

(4)某溫度下,反應①的化學平衡常數(shù)為800。在該溫度下,向甲、乙、丙三個容器中分別加入I2I-,這兩種物質(zhì)的起始濃度如下:

起始濃度(mol/L)

c(I2)

0.1

0.2

0.2

c(I-)

0.2

0.1

0.2

反應速率最快的是_____________(”、“”),平衡時I2的轉(zhuǎn)化率最大的是__________(”、“”)。

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A.稱量

B.溶解

C.轉(zhuǎn)移溶液

D.定容

2)下列幾種導電性變化圖像,把符合要求的圖像序號填在相應的題目后面括號中。

①向H2SO4溶液中加入等體積、等物質(zhì)的量濃度的Ba(OH)2溶液____

②向AgNO3溶液通入少量HCl____

③向氨水中通入HCl直至過量____

④向飽和石灰水中不斷通入CO2____

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