Question

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

已知：常温下，Ksp(PbSO4)≈1.0×10-8,Ksp(PbSO4)≈1.0×10-13

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+PbO+2H2SO42PbSO4＋2H2O。铅蓄电池在充电时，阳极的电极反应式为__________。若铅蓄电池放电前，正、负极质量相等，放若电时转移了lmol电子，则理论上两电极质量之差为_____________。

(2)将滤液1、滤液3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的离子方程式为________________；滤液2中溶质的主要成分为_____________（写化学式）。

(4)步骤⑥合成三盐的化学方程式为______________。

(5)步骤⑦洗涤的操作是________________________________。

(6)在步骤①的转化中，若硫酸铅和碳酸铅在浊液中共存，则=________。

Answer 1

【答案】 PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+ 16g Na2SO4·10H2O 3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO↑+4H2O HNO3 4PbSO4+6NaOHPbSO4·3PbO·H2O↓+3Na2SO4+2H2O 沿玻璃棒继续向漏斗中加入蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水自然流下后重复操作2～3次 2.0×105

【解析】(1)铅蓄电池在充电时，阳极上发生氧化反应，电极反应式为PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+ ；放电时，正极的电极反应式为PbO2+2e-+ SO42-+4H+PbSO4+2H2O；负极的电极反应式为Pb-2e-+ SO42-PbSO4；若转移2mol电子，则正极材料净增质量为m(PbSO4)-m(PbO2)；负极材料净增质量为m(PbSO4)-m(Pb)，两极质量之差为m(O2)=32 g。所以，放电时转移1mol电子，两极质量之差为16 g；正确答案：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+ ； 16g。

(2)滤液Ⅰ和滤液Ⅲ中的主要溶质是Na2SO4，由相对分子质量Mr=322知，析出的结晶水合物为Na2SO4·10H2O；正确答案：Na2SO4·10H2O 。

(3)铅与硝酸反应类似铜与硝酸反应，铅与硝酸反应的离子方程式为3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO↑+4H2O ；沉铅涉及的反应为Pb(NO3)2+H2SO4PbSO4↓+2HNO3，所以滤液Ⅱ中的溶质主要是HNO3；正确答案：3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO↑+4H2O；HNO3。

(4)硫酸铅与NaOH溶液加热反应，合成三盐的化学方程式为4PbSO4+6NaOH3PbO·PbSO4·H2O↓+3Na2SO4+2H2O；正确答案：4PbSO4+6NaOHPbSO4·3PbO·H2O↓+3Na2SO4+2H2O。

(5) 对沉淀进行洗涤的操作为：沿玻璃棒继续向漏斗中加入蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水自然流下后重复操作2～3次；正确答案：沿玻璃棒继续向漏斗中加入蒸馏水至刚好浸没沉淀，待水自然流下后重复操作2～3次。

(6)PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+ SO42-(aq),K== Ksp(PbSO4)/Ksp(PbCO3)=2×10-8/10-13=2.0×105；正确答案：2.0×105。