三鹽基硫*鉛(3PbO·PbSO4·H2O)簡稱三鹽，白*或微黃*粉末，稍帶甜味、有毒。200℃以上開始失去結...

問題詳情：

三鹽基硫*鉛(3PbO·PbSO4·H2O)簡稱三鹽，白*或微黃*粉末，稍帶甜味、有毒。200℃以上開始失去結晶水，不溶於水及有機溶劑。可用作聚*乙烯的熱穩定劑。以100.0t鉛泥(主要成分為PbO、Pb及PbSO4等)為原料製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。請回答下列問題:

(1)步驟①轉化的目的是___________，反應的離子方程式為___________。

(2)濾液3中的主要溶質為___________(填化學式)。

(3)步驟③*溶時，為提高*溶速率，可釆取的措施是___________(任寫一條)。其中鉛與**反應生成Pb(NO3)2和NO的離子方程式為___________。

(4)濾液2中可迴圈利用的溶質為___________(填化學式)。若步驟④沉鉛後的濾液中c(Pb2+)=1.82×10－5mol·L－1，則此時c(SO42－)為___________mol·L－1

(5)步驟⑥合成三鹽的化學方程式為___________。若得到純淨乾燥的三鹽49.5t，假設鉛泥中的鉛元素有80%轉化為三鹽，則鉛泥中鉛元素的質量分數為___________(保留小數點後二位數)。[已知：三鹽(3PbO·PbSO4·H2O)的相對分子質置為990]

【回答】

將PbSO4轉化為PbCO3    CO32-+ PbSO4= SO42-+PbCO3    Na2SO4    適當升溫（或適當增大**濃度）    3Pb+8H++2NO3- = 3Pb2++2NO↑+4H2O    HNO3    1.0×10-3    4PbSO4 +6NaOH 3Na2SO4+3PbO • PbSO4 • H2O + 2H2O；    51.75%   

【分析】

以鉛泥(主要成分為PbO、Pb及PbSO4等)為原料製備三鹽，由流程可知，向鉛泥中加Na2CO3溶液是將PbSO4轉化成PbCO3，Na2CO3(aq)+PbSO4(s)=Na2SO4(aq)+PbCO3(s)，所以濾液Ⅰ的溶質主要是Na2SO4和過量的Na2CO3，Pb、PbO和PbCO3在**的作用下反應：3Pb+8HNO3=Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O、PbCO3+2HNO3=Pb(NO3)2+CO2↑+H2O、PbO+2HNO3=Pb(NO3)2+2H2O，均轉化成Pb(NO3)2，Pb(NO3)2中加稀H2SO4轉化成PbSO4和**，過濾的濾液為HNO3，可迴圈利用，向硫*鉛中加入*氧化*合成三鹽和硫**，發生4PbSO4 +6NaOH 3Na2SO4+3PbO • PbSO4 • H2O + 2H2O，據此解答。

【詳解】

(1)步驟①鉛泥在碳**溶液中轉化生成硫**和碳*鉛，其目的是將PbSO4化為PbCO3發生沉澱的轉化，以便提高鉛的利用率，其離子方程式為：CO32-+ PbSO4= SO42-+PbCO3

故*為將PbSO4轉化為PbCO3；CO32-+ PbSO4= SO42-+PbCO3；

（2）濾液1中的溶質為Na2CO3和Na2SO4，

故*為Na2SO4；

（3）影響化學反應速率的外界因素有溫度、濃度、壓強、催化劑、反應物的接觸面積等，根據化工生產實際情況，步驟③*溶時，為提高*溶速率，可採取的措施是適當升溫(或適當增大**濃度）；鉛與**反應生成Pb(NO3)2、水和NO，其反應離子方程式為：3Pb + 8H++2NO3- =3Pb2+ +2NO↑+4H2O，

故*為適當升溫（或適當增大**濃度）；3Pb + 8H++2NO3- =3Pb2+ +2NO↑+4H2O；

(4)*溶時生成**鉛，**鉛在沉鉛時與硫*發生複分解反應生成硫*鉛和**，則濾液2中可迴圈利用的溶質為HNO3，若步驟④沉鉛後的濾液中c(Pb2+）=1.82×l0-5mol·L-1，則此時根據Ksp(PbSO4)=c(Pb2+)c(SO42-)可知， c(SO42-）==1.0×10-3mol·L-1，

故*為HNO3；1.0×10-3mol·L-1；

(5)步驟⑥在50-60℃條件下硫*鉛與*氧化*合成三鹽的化學方程式為：4PbSO4 +6NaOH 3Na2SO4+3PbO • PbSO4 • H2O + 2H2O；假設鉛泥中的鉛元素有80%轉化為三鹽，若得到純淨乾燥的三鹽49.5t，則鉛泥中鉛元素的質量分數為：×，

故*為4PbSO4 +6NaOH 3Na2SO4+3PbO • PbSO4 • H2O + 2H2O；51.75%。

【點睛】

本題考查物質的製備實驗的知識。把握物質的*質、流程中發生的反應、製備原理、混合物分離提純、實驗技能為解答的關鍵，注意元素化合物知識和相關資訊的應用，題目難度不大。

知識點：氧化還原反應方程式的配平

題型：綜合題