Question

【題目】三鹽（3PbO·PbSO4·H2O，相對分子質(zhì)量為990）可用作聚氯乙烯的熱穩(wěn)定劑， 不溶于水。以200.0t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×l0-8；Ksp(PbCO3)=l.46×l0-13。

回答下列問題：

（1）加Na2CO3溶液轉(zhuǎn)化的目的是_________.

（2）酸溶時(shí),不直接使用H2SO4溶液的原因可能是________;鉛與硝酸在酸溶過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________.

（3）流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是_________；洗滌操作時(shí)，檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法是________。

（4）當(dāng)沉淀轉(zhuǎn)化達(dá)平衡時(shí)，濾液l中c(SO42-)與c(CO32-)的比值為_____________。

（5） 50-60℃時(shí)合成三鹽的化學(xué)方程式為______；若得到純凈干燥的三鹽99.0t，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 生成的PbSO4為難溶物，阻礙反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行 3Pb+8H++NO3-=3Pb2++2NO↑+4H2O HNO3 取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌干凈 1.25×105 4PbSO4+6NaOH3Na2SO4+3PbO·PbSO4·H2O+2H2O 51.7%

【解析】（1）硫酸鉛在溶液中存在溶解平衡，由于碳酸鉛的溶解度小于硫酸鉛，所以向硫酸鉛溶液在加入碳酸鉛后發(fā)生反應(yīng)：PbSO4（s）+CO32－（aq）PbCO3（s）+SO42－（aq），將鉛膏中的硫酸鉛轉(zhuǎn)化為碳酸鉛，加Na2CO3溶液轉(zhuǎn)化的目的是將PbSO4轉(zhuǎn)化為PbCO3提高鉛的利用率；（2）酸溶時(shí),不直接使用H2SO4溶液的原因可能是生成的PbSO4為難溶物，阻礙反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行；鉛與硝酸在酸溶過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3Pb+8H++NO3-=3Pb2++2NO↑+4H2O；（3）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；洗滌操作時(shí)，洗滌液中有SO42―， 檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法是: 取少量最后一次的洗滌液于試管中，向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，若不產(chǎn)生白色沉淀，則表明已洗滌干凈；（4）當(dāng)沉淀轉(zhuǎn)化達(dá)平衡時(shí)，濾液l中c(SO42-)與c(CO32-)的比值為 =1.25×105；（5） 50-60℃時(shí)合成三鹽的化學(xué)方程式為4PbSO4+6NaOH3Na2SO4+3PbO·PbSO4·H2O+2H2O；若得到純凈干燥的三鹽99.0t，則其中鉛元素的質(zhì)量為：828/990×99.0t=82.8t，設(shè)鉛泥中鉛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為W，則200.0t鉛泥中鉛元素為200W，鉛泥中的鉛元素有80％轉(zhuǎn)化為三鹽，有200W×80%=82.8，則鉛泥中鉛元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為W=51.7%。