【題目】三鹽基硫酸鉛(3PbO·PbSO4·H2O)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。可用作聚氯乙烯的熱穩(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_________,濾液1中的溶質(zhì)為Na2CO3______(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)為__________(填化學(xué)式)。若步驟④沉鉛后的濾液中c(Pb2+)=1.82×l0-5mol ·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49.5t,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__________。簡(jiǎn)述步驟⑦洗滌沉淀的方法_______________________。

【答案】 PbSO4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直徑等其他合理答案 3Pb + 8H++2NO3 =3Pb2+ +2NO↑+4H2O2 HNO3 1.0×10 3 4PbSO4 +6NaOH 3Na2SO4+3PbO PbSO4 H2O + 2H2O 52% 用膠頭滴管向漏斗中加蒸餾水至沒(méi)過(guò)沉淀,待水自然流完后,重復(fù)上述操作2 - 3次。

【解析】(1)步驟①鉛泥在碳酸鈉溶液中轉(zhuǎn)化生成硫酸鈉和碳酸鉛,其目的是將PbSO4化為PbCO3提高鉛的利用率;濾液1中的溶質(zhì)為Na2CO3Na2SO4;(2)影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素有溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑、反應(yīng)物的接觸面積等,根據(jù)化工生產(chǎn)實(shí)際情況,步驟③酸溶時(shí),為提高酸溶速率,可采取的措施是適當(dāng)升溫(或適當(dāng)增大硝酸濃度或減小沉淀直粒徑等;鉛與硝酸反應(yīng)生成Pb(NO3)2、水和NO,其反應(yīng)離子方程式為:3Pb + 8H++2NO3- =3Pb2+ +2NO↑+4H2O;(3)酸溶時(shí)生成硝酸鉛,硝酸鉛在沉鉛時(shí)與硫酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成硫酸鉛和硝酸,則濾液2中可循環(huán)利用的溶質(zhì)為HNO3,若步驟④沉鉛后的濾液中c(Pb2+)=1.82×l0-5mol·L-1,則此時(shí)根據(jù)Ksp(PbSO4)=c(Pb2+)c(SO42-)可知, c(SO42-)==1.0×10-3mol·L-1;(4)步驟⑥在50-60℃條件下硫酸鉛與氫氧化鈉合成三鹽的化學(xué)方程式為:4PbSO4 +6NaOH 3Na2SO4+3PbO PbSO4 H2O + 2H2O;假設(shè)鉛泥中的鉛元素有80%轉(zhuǎn)化為三鹽,若得到純凈干燥的三鹽49.5t,則鉛泥中鉛元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為: ×;(5) 洗滌沉淀的方法:用膠頭滴管向漏斗中加蒸餾水至沒(méi)過(guò)沉淀,待水自然流完后,重復(fù)上述操作2-3次。

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C. 當(dāng)v (A)正=2v (C)逆時(shí),可斷定反應(yīng)達(dá)到平衡

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