Question

隨著鉛蓄電池的廣泛應(yīng)用，使回收利用鉛資源成為重要課題．某研究性學(xué)習(xí)小組利用廢舊鉛蓄電池陰、陽極填充物（鉛膏）制備塑料加工熱穩(wěn)定劑三鹽基硫酸鉛，實驗流程如圖：

（1）物質(zhì)X是一種可循環(huán)利用的物質(zhì)，該物質(zhì)是

 

．
（2）生成三鹽基硫酸鉛的反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）將濾液I和濾液Ⅱ合并后可用來提取一種鈉鹽副產(chǎn)品（相對分子質(zhì)量為322），已知副產(chǎn)品帶10個結(jié)晶水的結(jié)晶水合物，則其化學(xué)式

 

，由濾液提取該副產(chǎn)品的主要實驗步驟依次為

 

、

 

、過濾、洗滌、干燥．
（4）過濾時洗滌沉淀（或固體）的操作方法是

 

．
（5）向鉛膏漿液中加入Na₂SO₃溶液的目的是將PbO₂還原為PbO，若實驗中所取鉛膏漿液質(zhì)量為47.8g，其中PbO₂的質(zhì)量分數(shù)為15.0%，要將PbO₂還原，至少需要加入

 

mL1.0mol?L^-1 Na₂SO₃溶液．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設(shè)計,物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）本題利用廢舊鉛蓄電池陰、陽極填充物（鉛膏）制備塑料加工熱穩(wěn)定劑三鹽基硫酸鉛實驗流程．向鉛膏漿液中加入Na₂SO₃溶液的目的是將PbO₂還原PbO，Na₂SO₃+PbO₂=PbO+Na₂SO₄，加Na₂CO₃溶液是將PbSO₄轉(zhuǎn)化成PbCO₃，所以濾液Ⅰ主要是Na₂SO₄溶液．PbO和PbCO₃在硝酸的作用下轉(zhuǎn)化成Pb（NO₃）．Pb（NO₃）中加稀H₂SO₄轉(zhuǎn)化成PbSO₄和硝酸，因此X為HNO₃，可循環(huán)利用；
（2）生成三鹽基硫酸鉛的反應(yīng)的離子方程式4PbSO₄+6OH^-=3PbO?PbSO₄?H₂O+3SO₄^2-+2H₂O；
（3）將濾液I和濾液Ⅱ合并后可用來提取一種鈉鹽副產(chǎn)品（相對分子質(zhì)量為322），已知副產(chǎn)品帶10個結(jié)晶水的結(jié)晶水合物，判斷為硫酸鈉晶體；溶液中得到溶質(zhì)晶體的方法是蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌，干燥等操作；
（4）依據(jù)沉淀洗滌的方法和操作分析，在過濾器中加入蒸餾水浸沒沉淀，靜置使水自然流下，重復(fù)2-3次；
（5）根據(jù)Na₂SO₃～2e^-～PbO₂可以確定n（Na₂SO₃）=n（ PbO₂）=

47.8g×15%

239g?mol-1

=0.03mol．

解答： 解：（1）分析流程可知，PbO和PbCO₃在硝酸的作用下轉(zhuǎn)化成Pb（NO₃）．Pb（NO₃）中加稀H₂SO₄轉(zhuǎn)化成PbSO₄和硝酸，因此X為HNO₃，可循環(huán)利用，
故答案為：硝酸；
（2）硫酸鉛在建溶液中反應(yīng)生成三鹽基硫酸鉛，反應(yīng)的離子方程式為4PbSO₄+6OH^-=3PbO?PbSO₄?H₂O+3SO₄^2-+2H₂O，
故答案為：4PbSO₄+6OH^-=3PbO?PbSO₄?H₂O+3SO₄^2-+2H₂O；
（3）將濾液I和濾液Ⅱ合并后可用來提取一種鈉鹽副產(chǎn)品（相對分子質(zhì)量為322），已知副產(chǎn)品帶10個結(jié)晶水的結(jié)晶水合物，判斷為硫酸鈉晶體，化學(xué)式為Na₂SO₄?10H₂O，摩爾質(zhì)量為322g/mol；溶液中得到溶質(zhì)晶體的方法是蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌，干燥等操作，
故答案為：Na₂SO₄?10H₂O；蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；
（4）沉淀洗滌的方法和操作分析，在過濾器中加入蒸餾水浸沒沉淀，靜置使水自然流下，重復(fù)2-3次，
故答案為：沿玻璃棒向漏斗（過濾器）中的沉淀上加蒸餾水至淹沒沉淀，靜置使其全部濾出，重復(fù)操作2-3次；
（5）向鉛膏漿液中加入Na₂SO₃溶液的目的是將PbO₂還原為PbO，若實驗中所取鉛膏漿液質(zhì)量為47.8g，其中PbO₂的質(zhì)量分數(shù)為15.0%，要將PbO₂還原，加入的亞硫酸鈉依據(jù)化學(xué)方程式定量關(guān)系和電子守恒計算得到；根據(jù)電子守恒Na₂SO₃～2e^-～PbO₂可以確定n（Na₂SO₃）=n（ PbO₂）=

47.8g×15%

239g?mol-1

=0.03mol，所以需要亞硫酸鈉溶液的體積=

0.03mol

1mol/L

=0.03L=30ml，
故答案為：30．

點評：本題考查了流程分析判斷，實驗基本操作，反應(yīng)過程中的電子守恒的計算應(yīng)用，題目難度中等．