Question

硫酸鉛(PbSO₄)廣泛應(yīng)用于制造蓄電池、白色顏料等。利用鋅冶煉過(guò)程中的鉛浮渣生產(chǎn)PbSO₄的流程如下：

已知鉛浮渣的主要成分是PbO、Pb，還含有少量Ag、Zn、CaO和其他不溶于硝酸的雜質(zhì)。25℃時(shí)，K_sp(CaSO₄)=4.9x10^-5，K_sp(PbSO₄)=1.6xl0^－8。
（1）已知步驟I有NO氣體產(chǎn)生，浸出液中含量最多的陽(yáng)離子是Pb²⁺。分別寫(xiě)出PbO、Pb參加反應(yīng)的化學(xué)方程式                 。
（2）步驟I需控制硝酸的用量并使Pb稍有剩佘，目的是              。
（3）母液可循環(huán)利用于步驟I，其溶質(zhì)主要是     (填一種物質(zhì)化學(xué)式），若母液中殘留的SO₄^2－過(guò)多，循環(huán)利用時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題是              。
（4）產(chǎn)品PbSO₄還需用Pb(NO₃)₂溶液多次洗滌，目的是除去          。
（5）鉛蓄電池的電解液是硫酸，充電后兩個(gè)電極上沉積的PbSO₄分別轉(zhuǎn)化為PbO₂和Pb，充電時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為            。

Answer 1

（1）PbO＋2HNO₃=Pb(NO₃)₂＋H₂O   (2分)   
3Pb＋8HNO₃=3Pb(NO₃)₂＋2NO↑＋4H₂O   (3分)
（2）防止Ag被溶解進(jìn)入溶液  (或使Ag留在浸出渣中)(2分)
（3）HNO₃ (2分)  浸出時(shí)部分鉛離子生成PbSO₄隨浸出渣排出，降低PbSO₄的產(chǎn)率 (2分)
（4）CaSO₄雜質(zhì)  (2分)
（5）)PbSO₄＋2e^－=Pb＋SO₄^2－  (2分) 

試題分析：（1）寫(xiě)方程式時(shí)注意，Pb的二價(jià)穩(wěn)定，Pb與HNO₃發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成NO。
（2）Pb過(guò)量可將溶解的Ag置換出來(lái)，防止Ag⁺進(jìn)入溶液。
（3）母液循環(huán)利用，第一步需要加入HNO₃，因此母液中溶質(zhì)主要是HNO₃。根據(jù)題意PbSO₄難溶于水，若硫酸根過(guò)多，則會(huì)使部分Pb生成PbSO₄隨浸出渣排出，產(chǎn)率降低。
（4）產(chǎn)品中含有的主要雜質(zhì)是CaSO₄，根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化原理，加入Pb(NO₃)₂溶液可使CaSO₄轉(zhuǎn)化為Ca（NO₃）₂，除去雜質(zhì)。
（5）根據(jù)鉛蓄電池原理，負(fù)極的Pb充電時(shí)接電源負(fù)極，成為電解池的陰極，因此陰極的反應(yīng)式為PbSO₄＋2e^－＝Pb＋SO₄^2－。