Question

废旧铅蓄电池的回收利用是发展循环经济的必经之路。其阴、阳极填充物(铅膏，主要含PbO、PbO2、PbSO4)是废旧铅蓄电池的主要部分，回收时所得黄丹(PbO)、碳酸铅可用于合成三盐基硫酸铅(组成可表示为3PbO·PbSO4·H2O)，其工艺流程如下：

（1）用碳酸盐作转化剂，将铅膏中的硫酸铅转化为碳酸铅，转化反应式如下：

PbSO4(s)＋CO (aq)PbCO3(s)＋SO42-(aq)

①下列说法错误的是：___________________。

A．PbSO4的Ksp比PbCO3的Ksp大

B．该反应平衡时，c(CO)＝c(SO42-)

C．该反应的平衡常数K＝

②室温时，向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化，在_________溶液中PbSO4转化率较大，理由是_________。

（2）滤液A能用来回收Na2SO4·10H2O，提取该晶体的主要步骤有____________、___________、过滤、洗涤、干燥；检验该晶体中阴离子的实验方法是______________。

（3）物质X是一种可循环使用的物质，其溶质主要是______________(填化学式)，若X中残留的SO过，循环利用时可能出现的问题是__________________。

（4）生成三盐基硫酸铅的离子方程式为____________________。

（5）向铅膏浆液中加入Na2SO3溶液的目的是将其中的PbO2还原为PbO。若实验中所取铅膏的质量为47.8g，其中PbO2的质量分数为15％，则要将PbO2全部还原，至少需要加入__________mL的0.5 mol·L-1 Na2SO3溶液。

 

Answer 1

（1） ①B(2分) ②Na2CO3(1分)；相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中，前者c(CO32－)较大 (1分)

（2）蒸发浓缩 (1分)、冷却结晶 (1分) 取少量晶体溶于蒸馏水，然后用盐酸酸化，再滴BaCl2溶液,若出现白色沉淀，即证明该晶体中含有SO42- (2分)

（3）HNO3(1分) 浸出时部分铅离子生成PbSO4随浸出渣排出，降低PbSO4的产率(2分)

（4）4 PbSO4 + 6OH- =3 PbO·PbSO4·H2O + 3 SO42- + 2 H2O (2分)

（5） 60(2分)

【解析】

试题分析：（1） ①对于PbSO4(s)＋CO(aq)PbCO3(s)＋SO42-(aq)可知：

反应的平衡常数

根据转化关系可知PbSO4的Ksp比PbCO3的Ksp大，A正确；当K=1，平衡时才有c(CO)＝c(SO42-)，B不正确；C正确。

②室温时，向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化，前者c(CO32－)较大， PbSO4转化率较大。

（2）滤液A能用来回收Na2SO4·10H2O，提取该晶体的主要步骤有干燥蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤；检验该晶体中SO42-的实验方法是取少量晶体溶于蒸馏水，然后用盐酸酸化，再滴BaCl2溶液,若出现白色沉淀，即证明该晶体中含有SO42-。

（3）可循环使用的物质HNO3；若HNO3中残留的SO42-过多，循环利用时可能出现的问题是浸出时部分铅离子生成PbSO4随浸出渣排出，降低PbSO4的产率；

（5）由于：Na2SO3+PbO2===PbO+ Na2SO4可知：n(Na2SO3)=n(PbO2)= =0.03mol，故需要加入60mL的0.5 mol·L-1 Na2SO3溶液。

考点：化学工业中的条件选择、分离操作、离子检验及相关反应原理。