Question

分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)＋SO₄^2-(aq)
①下列说法错误的是：___________________。
A．PbSO₄的K_sp比PbCO₃的K_sp大
B．该反应平衡时，c(CO)＝c(SO₄^2-)
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(CO₃^2－)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SO₄^2- (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 SO₄^2- + 2 H₂O   (2分)  
（5） 60(2分)

试题分析：（1） ①对于PbSO₄(s)＋CO(aq)PbCO₃(s)＋SO₄^2-(aq)可知：
反应的平衡常数
根据转化关系可知PbSO₄的K_sp比PbCO₃的K_sp大，A正确；当K=1，平衡时才有c(CO)＝c(SO₄^2-)，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(CO₃^2－)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SO₄^2-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SO₄^2-。
（3）可循环使用的物质HNO₃；若HNO₃中残留的SO₄^2-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。