Question

【題目】三鹽（3PbO·PbSO4·H2O）可用作聚氯乙烯的熱穩(wěn)定劑，200℃以上開(kāi)始失去結(jié)晶水，不溶于水及有機(jī)溶劑。以200.0t鉛泥（主要成分為PbO、Pb及PbSO4等）為原料制備三鹽的工藝流程如圖所示。

已知：PbSO4和PbCO3的溶解度和溶度積Ksp如下表。

（1）步驟①轉(zhuǎn)化的目的是_______，濾液1中的溶質(zhì)為Na2CO3和_______（填化學(xué)式）。

（2）步驟③酸溶時(shí)，為提高酸溶速率，可采取的措施是_________（任寫(xiě)一條）。其中鉛與硝酸反應(yīng)生成Pb(NO3)2和NO的離子方程式為__________________。

（3）濾液2中可循環(huán)利用的溶質(zhì)的化學(xué)式為_______。若步驟④沉鉛后的濾液中c(Pb2+)=1.82×10-5mol/L，則此時(shí)c(SO42-)=______mol/L。

（4）步驟⑦洗滌操作時(shí)，檢驗(yàn)沉淀是否洗滌完全的方法是________________。

（5）步驟⑥合成三鹽的化學(xué)方程式為____________，若得到純凈干燥的三鹽99.Ot，假設(shè)鉛泥中的鉛元素有80％轉(zhuǎn)化為三鹽，則鉛泥中鉛元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。

Answer 1

【答案】 將PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3，提高鉛的利用率 Na2SO4 適當(dāng)升溫（或適當(dāng)增大硝酸濃度或減小沉淀粒徑等其他合理答案） 3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO↑+4H2O HNO3 1.00×10-3 取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌完全（或其他合理答案） 4PbSO4+6NaOH3Na2SO4+3PbO·H2O+2H2O 51.75%

【解析】向鉛泥中加入Na2CO3溶液，PbSO4轉(zhuǎn)化為難溶PbCO3的離子方程式為CO32-+PbSO4=PbCO3+SO42-，然后過(guò)濾得到濾液1為Na2SO4溶液，向?yàn)V渣中加入硝酸酸溶，PbO、Pb、PbCO3都與硝酸反應(yīng)生成Pb（NO3）2，Pb與硝酸反應(yīng)還生成NO，鉛與硝酸生成Pb（NO3）2及NO的離子方程式為3Pb+8H++2NO3-=3Pb+2NO↑+4H2O，然后向溶液中加入硫酸，生成bSO4沉淀，過(guò)濾，濾液2的主要成分是HNO3，向?yàn)V渣中加入NaOH溶液，發(fā)生反應(yīng)4PbSO4+6NaOH=3Na2SO4+3PbOPbSO4H2O+2H2O，過(guò)濾洗滌干燥得到3PbOPbSO4H2O，濾液3中含有Na2SO4；

（1）步驟①用純堿溶液浸潤(rùn)鉛泥，將PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3，提高鉛的利用率，濾液1中的溶質(zhì)為過(guò)量的Na2CO3和反應(yīng)生成的Na2SO4；

（2）步驟③酸溶時(shí)，可能通過(guò)適當(dāng)升溫、適當(dāng)增大硝酸濃度或減小沉淀粒徑來(lái)提高酸溶速率；通過(guò)以上分析知，該離子反應(yīng)方程式為3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO↑+4H2O；

（3）濾液2中可循環(huán)利用的溶質(zhì)的化學(xué)式為HNO3 ；根據(jù)Ksp（PbSO4）=1.82×10-8=c(Pb2+)×c(SO42-)，c(Pb2+)=1.82×10-5mol/L，則此時(shí)c(SO42-)=1.00×10-3mol/L；

（4）該沉淀吸附的離子是硫酸根離子，用鹽酸酸化的氯化鋇檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)方法為取少量最后一次的洗滌過(guò)濾液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌完全；

（5）步驟⑥合成三鹽的化學(xué)方程式為4PbSO4+6NaOH=3Na2SO4+3PbOPbSO4H2O+2H2O，若得到純凈干燥的三鹽99.0t，則含有的鉛元素質(zhì)量為99.0t××100%=82.8t，則鉛泥中鉛元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=51.75%。