Question

【題目】鉛蓄電池的陰、陽極填充物又被稱為鉛膏(主要含PbO、PbO2、PbSO4)是廢舊鉛蓄電池需要回收的部分，通過回收鉛膏可制備聚氯乙烯塑料的熱穩(wěn)定劑三鹽基硫酸鉛(組成可表示為3PbO·PbSO4·H2O)，其工藝流程如下：

已知：Ksp(PbSO4)=1.82×10-8，Ksp(PbCO3)=1.46×10-13。

請回答下列問題：

(1)加入Na2CO3 溶液的目的是______________________________________；漿液中PbO2 轉(zhuǎn)化為PbCO3 的離子方程式是_____________________________________。

(2)從濾液A可提取出一種含結(jié)晶水的鈉鹽副產(chǎn)品，若測定該晶體中結(jié)晶水的含量，所需的儀器有：三腳架、托盤天平、瓷坩堝、干燥器 、 酒精燈，還需要的儀器有(填序號)

____________。

A .坩堝鉗 B .泥三角 C .燒杯 D .蒸發(fā)皿

(3)物質(zhì)X 是一種可以循環(huán)利用的物質(zhì)，該物質(zhì)是_______，若其中殘留SO42-過多，循環(huán)利用時可能出現(xiàn)的問題是__________________________。

(4)硝酸溶解時，“酸溶”的效率與溫度、硝酸的濃度關(guān)系如圖所示。濃度：c1____________ c2(填“大于”“小于”或“等于”)。溫度高于T0 時，浸出率降低最有可能原因是___________________ 。

(5)若鉛膏的質(zhì)量為78g，假設(shè)漿液中PbO2 和PbSO4 全部轉(zhuǎn)化為PbCO3，且PbO 未發(fā)生反應(yīng)；硝酸溶解時共收集到5.6 L CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，最后獲得90.9g PbSO4，則鉛膏中PbO 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________________％(假設(shè)流程中原料無損失，小數(shù)點后保留一位數(shù)字)。

Answer 1

【答案】將PbSO4轉(zhuǎn)化為更難溶的PbCO3，以便酸能浸出，提高鉛的利用率 PbO2+SO32-+CO32-+H2O═PbCO3↓+SO42-+2OH- A B HNO3 浸出時部分鉛離子生成PbSO4為難溶物，阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行(合理即可) 小于 溫度升高，硝酸揮發(fā)和分解速率加快 14.3

【解析】

（1）根據(jù)Ksp的數(shù)據(jù)，PbCO3更難溶，根據(jù)沉淀溶解平衡原理，難溶的可以轉(zhuǎn)化為更難溶的，加入Na2CO3是為了使PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3，以便后續(xù)處理。PbO2 轉(zhuǎn)化為PbCO3，Pb的化合價發(fā)生變化，化合價降低，處理過程中加入了亞硫酸鈉，為氧化還原過程，根據(jù)物料守恒和得失電子守恒寫出方程式。答案為將PbSO4轉(zhuǎn)化為更難溶的PbCO3，以便酸能浸出，提高鉛的利用率 PbO2+SO32-+CO32-+H2O═PbCO3+SO42-+2OH-；

（2）加熱固體使之分解，需要使用到坩堝，配套使用到坩堝鉗和泥三角，答案為AB；

（3）硫酸溶液和硝酸鉛，生成了硫酸鉛沉淀，另一種物質(zhì)就是硝酸，物質(zhì)X為硝酸，如果殘留液中SO42-過多，加入硝酸的處理過程中會直接生成PbSO4沉淀，影響后續(xù)操作；答案為HNO3 浸出時部分鉛離子生成PbSO4為難溶物，阻礙反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行；

（4）在相同的溫度下，c2的浸出率會高于c1，濃度越大，浸出率越大，則c1小于c2。溫度高于T0時，由于硝酸的不穩(wěn)定性，和易揮發(fā)性。溫度越高，硝酸揮發(fā)和分解得越多。答案為小于 溫度升高，硝酸揮發(fā)和分解速率加快；

（5）漿液中所有的Pb最終都轉(zhuǎn)化成了PbSO4，可以救出總的Pb含量，為0.3mol，而漿液中的PbO2 和PbSO4全部轉(zhuǎn)化為PbCO3，可以通過二氧化碳求出PbO2 和PbSO4中Pb的含量為=0.25mol，它們的差值0.05mol，就是PbO中Pb的含量，進(jìn)而求出PbO的質(zhì)量為0.05mol×223g/mol=11.15g, ，答案為14.3。