Question

【題目】三鹽基硫酸鉛（3PbO·PbSO4·H2O，Mr＝990）簡(jiǎn)稱三鹽，白色或微黃色粉末，稍帶甜味、有毒。200℃以上開(kāi)始失去結(jié)晶水，不溶于水及有機(jī)溶劑�？捎米骶勐纫蚁┑臒岱�(wěn)定劑。以100.0噸鉛泥（主要成分為PbO、Pb及PbSO4等）為原料制備三鹽的工藝流程如下圖所示。

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

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）步驟①轉(zhuǎn)化的目的是________。

（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)為________（填化學(xué)式）。若步驟④沉鉛后的濾液中c(Pb2+)＝1.82×l0-5 mol·L-1，則此時(shí) c(SO42-)＝________mol·L-1。

（4）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49.5 t，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 適當(dāng)升高溫度（或適當(dāng)增大硝酸濃度或減小沉淀粒直徑等其他合理答案） 3Pb＋8H+＋2NO3-＝3Pb2+＋2NO↑＋4H2O HNO3 1.0×10－3 4PbSO4＋6NaOH3Na2SO4＋3PbO·PbSO4·H2O＋2H2O 52%

【解析】試題分析：(1) 根據(jù)Ksp(PbSO4)＝1.82×10-8，Ksp(PbCO3)＝1.46×10-13，碳酸鉛比硫酸鉛更難溶，所以硫酸鉛可以轉(zhuǎn)化為碳酸鉛；（2）根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素分析提高酸溶速率的方法；鉛與硝酸反應(yīng)生成Pb(NO3)2和NO、水；（3）步驟④沉鉛是硝酸鉛與硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛沉淀和硝酸；根據(jù)Ksp(PbSO4)＝1.82×10-8計(jì)算c(SO42-)；（4）步驟⑥氫氧化鈉、PbSO4生成3PbO·PbSO4·H2O；根據(jù)鉛元素守恒計(jì)算鉛泥中鉛元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

解析：(1)碳酸鉛比硫酸鉛更難溶，所以硫酸鉛可以轉(zhuǎn)化為碳酸鉛，步驟①轉(zhuǎn)化的目的是將PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3，提高鉛的利用率；（2）適當(dāng)升高溫度、增大硝酸濃度都能提高酸溶速率；鉛與硝酸反應(yīng)生成Pb(NO3)2和NO、水的離子方程式是3Pb＋8H+＋2NO3-＝3Pb2+＋2NO↑＋4H2O；（3）步驟④沉鉛是硝酸鉛與硫酸反應(yīng)生成硫酸鉛沉淀和硝酸，所以可以循環(huán)利用的物質(zhì)是硝酸； c(SO42-)= ；（4）根據(jù)質(zhì)量守恒，氫氧化鈉、PbSO4生成3PbO·PbSO4·H2O的化學(xué)方程式是4PbSO4＋6NaOH 3Na2SO4＋3PbO·PbSO4·H2O＋2H2O；設(shè)鉛泥中鉛元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，根據(jù)鉛元素質(zhì)量守恒 ，解得x=0.52=52%。