Question

【题目】用废铅蓄电池的铅泥(含PbSO4、PbO和Pb等)可制备精细化工产品3PbO·PbSO4·H2O(三盐)，主要制备流程如下。

请回答下列问题：

（1）铅蓄电池在生活中有广泛应用，其工作原理是Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。若铅蓄电池放电前正、负极质量相等，放电时转移了1 mol电子，则理论上两极质量之差为_____________。

（2）将滤液Ⅰ、滤液Ⅲ合并，经蒸发浓缩、降温结晶、过滤等操作，可得到一种结晶水合物(Mr=322)，其化学式为______________________。

（3）步骤③酸溶时铅与硝酸反应生成Pb(NO3)2及NO。滤液Ⅱ中溶质的主要成分为______(填化学式)。

（4）步骤⑥合成三盐的化学方程式为______________________。

（5）步骤⑦的洗涤操作中，检验沉淀是否洗涤完全的操作方法是__________________。

Answer 1

【答案】16 gNaSO4·10H2OHNO34PbSO4+6NaOH3PbO·PbSO4·H2O↓+3Na2SO4+2H2O 取少量最后一次洗涤后的滤液于试管中，滴加BaCl2溶液和盐酸，若产生白色沉淀，则沉淀未洗涤完全，若没有白色沉淀生成，则沉淀已洗涤完全

【解析】

向铅泥中加入碳酸钠溶液, PbSO4转化为难溶PbCO3的离子方程式为CO32-+ PbSO4= PbCO3+SO42-，然后过滤得到滤液Ⅰ为硫酸钠溶液，向滤渣中加入硝酸酸溶，PbO、Pb、PbCO3都与硝酸反应生成Pb(NO3)2，Pb与硝酸反应还生成NO,铅与硝酸生成Pb(NO3)2及NO的离子方程式为3Pb+8H++2NO3-=Pb2++2NO↑+4H2O，然后向溶液中加入硫酸,生成PbSO4沉淀,过滤,滤液Ⅱ的主要成分是HNO3,向滤渣中加入NaOH溶液,发生反应：4PbSO4+6NaOH3PbO·PbSO4·H2O↓+3Na2SO4+2H2O,过滤洗涤干燥得到3PbO·PbSO4·H2O，滤液Ⅲ中含有NaSO4，以此解答该题。

(1)铅蓄电池在充电时,阳极发生氧化反应, PbSO4被氧化生成PbO2，电极反应式为PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-，若铅蓄电池放电前正、负极质量相等，放电时正极发生：PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O，负极发生Pb-2e-+SO42-=PbSO4，转移了lmol电子，则正极、负极都生成0.5mol PbSO4, 正极质量增加：m(PbSO4)-m(PbO2)=0.5×(303-207)=32g；负极质量增加m(PbSO4)-m(Pb)= 0.5×(303-207)=48g,则两极质量差为48-32=16g；因此，本题正确答案是：16 g。

(2) 通过以上分析知，滤液Ⅰ和滤液Ⅲ经脱色、蒸发、结晶可得到的副产品为NaSO4·10H2O，其相对分子质量为322；因此，本题正确答案是: NaSO4·10H2O。

(3) 通过以上分析知，该离子反应方程式为3Pb+8H++2NO3-=Pb2++2NO↑+4H2O，滤液2中主要成分是未反应的HNO3；因此，本题正确答案是: HNO3。
(4)硫酸铅与氢氧化钠在加热到50-60℃情况下反应生成3PbO·PbSO4·H2O和Na2SO4；步骤⑥合成三盐的化学方程式为4PbSO4+6NaOH3PbO·PbSO4·H2O↓+3Na2SO4+2H2O；因此本题答案是：4PbSO4+6NaOH3PbO·PbSO4·H2O↓+3Na2SO4+2H2O。

(5) 该沉淀吸附的离子是硫酸根离子，用盐酸和氯化钡溶液进行检验，其检验方法为取少量最后一次洗涤后的滤液于试管中，向其中滴加BaCl2溶液和盐酸，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全；因此，本题正确答案是: 取少量最后一次洗涤后的滤液于试管中，滴加BaCl2溶液和盐酸，若产生白色沉淀，则沉淀未洗涤完全，若没有白色沉淀生成，则沉淀已洗涤完全。