Question

【題目】四氧化三鉛（Pb3O4，也可寫作2PbO·PbO2）俗名“鉛丹”或“紅丹”，可用作防銹劑。工業(yè)上以廢舊鉛酸電池的鉛膏（主要成分是PbSO4和PbO2）為原料制備Pb3O4的流程如下：

（1）“還原”時的化學方程式為________。

（2）已知：Ksp[PbCO3]=1.5×10－13。若使溶液中Pb2+的濃度小于1×10－5 molL-1，此時溶液中的c(CO32－) > ________molL-1。

（3）為測定某樣品四氧化三鉛含量，稱取樣品0.1200g，加入足量的6 molL－1HNO3充分溶解，過濾，得到含Pb2+的濾液和PbO2固體。將固體PbO2連同濾紙一并置于另一只錐形瓶中，加入足量的醋酸和醋酸鈉混合溶液，再加入過量KI，使PbO2充分氧化I－，以淀粉溶液作指示劑，用0.01000molL－1 Na2S2O3溶液滴定，終點時用去30.00 mL。已知：I2 + 2Na2S2O3 ＝ Na2S4O6 + 2NaI。

①所加KI必須過量，原因是________。

②計算試樣中Pb3O4的質量分數(shù)_____。（寫出計算過程）

Answer 1

【答案】 略 略 略 略

【解析】本題以廢舊鉛酸電池的鉛膏為原料制備Pb3O4的流程為載體，考查指定情境下化學方程式的書寫、溶度積的計算、物質含量的測定和計算。

（1）根據(jù)鉛膏的成分和流程，“還原”時NaHSO3將PbO2還原為PbSO4，NaHSO3被氧化成NaHSO4。

（2）根據(jù)溶度積的表達式計算。

（3）①KI過量可確保PbO2完全反應，過量的KI可固定I2。②根據(jù)關系式Pb3O4~PbO2~I2~2Na2S2O3計算。

（1）鉛膏的主要成分是PbSO4和PbO2，根據(jù)流程，鉛膏中加入NaHSO3、H2SO4后生成PbSO4，PbO2被還原成PbSO4，NaHSO3被氧化成NaHSO4，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，“還原”時的化學方程式為PbO2+NaHSO3+H2SO4=PbSO4+NaHSO4+H2O。

（2）Ksp（PbCO3）=c（Pb2+）·c（CO32-）=1.510-13，若c（Pb2+）110-5mol/L，則溶液中c（CO32-）1.510-13（110-5）=1.510-8（mol/L）。

（3）實驗中依次發(fā)生的反應為：Pb3O4+4HNO3=2Pb（NO3）2+PbO2+2H2O、PbO2+2KI+4CH3COOH=（CH3COO）2Pb+2CH3COOK+I2+2H2O、I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI，通過消耗的Na2S2O3計算Pb3O4的質量分數(shù)。

①KI必須過量的原因是：確保PbO2充分反應；過量KI會與I2發(fā)生反應：I-+I2I3-，過量KI可固定I2。

②根據(jù)反應原理得出關系式：Pb3O4~PbO2~I2~2Na2S2O3，n（Pb3O4）=n（Na2S2O3）=0.01000mol/L0.03L=0.00015mol，m（Pb3O4）=0.00015mol685g/mol=0.10275g，試樣中Pb3O4的質量分數(shù)為100%=85.6%。