Question

13．利用锌冶炼过程中的铅浮渣（主要成分为PbO、Pb及少量Ag、Zn、CaO）生产PbSO₄，该生产工艺流程如下

（1）步骤（i）中反应的氧化产物为Pb²⁺、Zn²⁺（填离子符号）．
（2）步骤（i）中加稀硝酸不宜过量的原因是防止Ag溶解
（3）滤液Ⅱ可循环利用，其中可利用的溶质为HNO₃（填化学式）．
（4）步骤（ii）中加稀硫酸不宜过多的原因是滤液Ⅱ中SO₄^2-进入HNO₃与Pb²⁺产生PbSO₄沉淀进入滤渣造成差率下降（填离子方程式）．
（5）步骤（iii）中Pb（NO₃）₂的作用是CaSO₄（s）+Pb²⁺（aq）=PbSO₄（s）+Ca²⁺（aq）（填离子方程式）．
（已知：25℃时，K_sp（CuSO₄）=4.9×10^-5、K_sp（PbSO₄）=1.1×10^-8）

Answer 1

分析 铅浮渣含有Pb、Zn等，加热稀硝酸，可发生反应生成Zn（NO₃）₂、Pb（NO₃）₂，因银的还原性较弱，首先氧化Pb、Zn等，为防止银被氧化而溶解，加入硝酸不能过多，过滤后，滤液1中含有Zn（NO₃）₂、Pb（NO₃）₂、Ca（NO₃）₂等，加入稀硫酸，过量后得到加入PbSO₄、CaSO₄，进一步在滤渣中加入硝酸铅，可使部分硫酸钙转化为PbSO₄，以此解答该题．

解答 解：铅浮渣含有Pb、Zn等，加热稀硝酸，可发生反应生成Zn（NO₃）₂、Pb（NO₃）₂，因银的还原性较弱，首先氧化Pb、Zn等，为防止银被氧化而溶解，加入硝酸不能过多，过滤后，滤液1中含有Zn（NO₃）₂、Pb（NO₃）₂、Ca（NO₃）₂等，加入稀硫酸，过量后得到加入PbSO₄、CaSO₄，进一步在滤渣中加入硝酸铅，可使部分硫酸钙转化为PbSO₄，
（1）由以上分析可知步骤（i）中反应的氧化产物为Pb²⁺、Zn²⁺，故答案为：Pb²⁺、Zn²⁺；
（2）因银的还原性较弱，首先氧化Pb、Zn等，为防止银被氧化而溶解，加入硝酸不能过多，故答案为：防止Ag溶解；
（3）步骤（ii）中加稀硫酸，与Zn（NO₃）₂、Pb（NO₃）₂反应生成PbSO₄、CaSO₄，滤液Ⅱ存在硝酸，可循环使用，故答案为：HNO₃；
（4）步骤（ii）中加稀硫酸不宜过多，否则滤液Ⅱ中SO₄^2-进入HNO₃与Pb²⁺产生PbSO₄沉淀进入滤渣造成差率下降，
故答案为：滤液Ⅱ中SO₄^2-进入HNO₃与Pb²⁺产生PbSO₄沉淀进入滤渣造成差率下降；
（5）25℃时，K_sp（CuSO₄）=4.9×10^-5、K_sp（PbSO₄）=1.1×10^-8，步骤（iii）中加入Pb（NO₃）₂，可使CaSO₄转化为PbSO₄，反应的离子方程式为CaSO₄（s）+Pb²⁺（aq）=PbSO₄（s）+Ca²⁺（aq），故答案为：CaSO₄（s）+Pb²⁺（aq）=PbSO₄（s）+Ca²⁺（aq）．

点评 本题考查物质分离和提纯，为高频考点，侧重考查学生分析及知识综合应用能力，涉及基本操作、离子反应等知识点，明确流程图中发生的反应或操作方法是解本题关键，注意基础知识的积累和灵活运用，题目难度中等．