Question

13．利用鋅冶煉過程中的鉛浮渣（主要成分為PbO、Pb及少量Ag、Zn、CaO）生產(chǎn)PbSO₄，該生產(chǎn)工藝流程如下

（1）步驟（i）中反應(yīng)的氧化產(chǎn)物為Pb²⁺、Zn²⁺（填離子符號(hào)）．
（2）步驟（i）中加稀硝酸不宜過量的原因是防止Ag溶解
（3）濾液Ⅱ可循環(huán)利用，其中可利用的溶質(zhì)為HNO₃（填化學(xué)式）．
（4）步驟（ii）中加稀硫酸不宜過多的原因是濾液Ⅱ中SO₄^2-進(jìn)入HNO₃與Pb²⁺產(chǎn)生PbSO₄沉淀進(jìn)入濾渣造成差率下降（填離子方程式）．
（5）步驟（iii）中Pb（NO₃）₂的作用是CaSO₄（s）+Pb²⁺（aq）=PbSO₄（s）+Ca²⁺（aq）（填離子方程式）．
（已知：25℃時(shí)，K_sp（CuSO₄）=4.9×10^-5、K_sp（PbSO₄）=1.1×10^-8）

Answer 1

分析 鉛浮渣含有Pb、Zn等，加熱稀硝酸，可發(fā)生反應(yīng)生成Zn（NO₃）₂、Pb（NO₃）₂，因銀的還原性較弱，首先氧化Pb、Zn等，為防止銀被氧化而溶解，加入硝酸不能過多，過濾后，濾液1中含有Zn（NO₃）₂、Pb（NO₃）₂、Ca（NO₃）₂等，加入稀硫酸，過量后得到加入PbSO₄、CaSO₄，進(jìn)一步在濾渣中加入硝酸鉛，可使部分硫酸鈣轉(zhuǎn)化為PbSO₄，以此解答該題．

解答 解：鉛浮渣含有Pb、Zn等，加熱稀硝酸，可發(fā)生反應(yīng)生成Zn（NO₃）₂、Pb（NO₃）₂，因銀的還原性較弱，首先氧化Pb、Zn等，為防止銀被氧化而溶解，加入硝酸不能過多，過濾后，濾液1中含有Zn（NO₃）₂、Pb（NO₃）₂、Ca（NO₃）₂等，加入稀硫酸，過量后得到加入PbSO₄、CaSO₄，進(jìn)一步在濾渣中加入硝酸鉛，可使部分硫酸鈣轉(zhuǎn)化為PbSO₄，
（1）由以上分析可知步驟（i）中反應(yīng)的氧化產(chǎn)物為Pb²⁺、Zn²⁺，故答案為：Pb²⁺、Zn²⁺；
（2）因銀的還原性較弱，首先氧化Pb、Zn等，為防止銀被氧化而溶解，加入硝酸不能過多，故答案為：防止Ag溶解；
（3）步驟（ii）中加稀硫酸，與Zn（NO₃）₂、Pb（NO₃）₂反應(yīng)生成PbSO₄、CaSO₄，濾液Ⅱ存在硝酸，可循環(huán)使用，故答案為：HNO₃；
（4）步驟（ii）中加稀硫酸不宜過多，否則濾液Ⅱ中SO₄^2-進(jìn)入HNO₃與Pb²⁺產(chǎn)生PbSO₄沉淀進(jìn)入濾渣造成差率下降，
故答案為：濾液Ⅱ中SO₄^2-進(jìn)入HNO₃與Pb²⁺產(chǎn)生PbSO₄沉淀進(jìn)入濾渣造成差率下降；
（5）25℃時(shí)，K_sp（CuSO₄）=4.9×10^-5、K_sp（PbSO₄）=1.1×10^-8，步驟（iii）中加入Pb（NO₃）₂，可使CaSO₄轉(zhuǎn)化為PbSO₄，反應(yīng)的離子方程式為CaSO₄（s）+Pb²⁺（aq）=PbSO₄（s）+Ca²⁺（aq），故答案為：CaSO₄（s）+Pb²⁺（aq）=PbSO₄（s）+Ca²⁺（aq）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)分離和提純，為高頻考點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析及知識(shí)綜合應(yīng)用能力，涉及基本操作、離子反應(yīng)等知識(shí)點(diǎn)，明確流程圖中發(fā)生的反應(yīng)或操作方法是解本題關(guān)鍵，注意基礎(chǔ)知識(shí)的積累和靈活運(yùn)用，題目難度中等．