Question

【题目】三盐（3PbO·PbSO4·H2O，相对分子质量为990）可用作聚氯乙烯的热稳定剂， 不溶于水。以200.0t铅泥（主要成分为PbO、Pb及PbSO4等）为原料制备三盐的工艺流程如下图所示。

已知：Ksp(PbSO4)=1.82×l0-8；Ksp(PbCO3)=l.46×l0-13。

回答下列问题：

（1）加Na2CO3溶液转化的目的是_________.

（2）酸溶时,不直接使用H2SO4溶液的原因可能是________;铅与硝酸在酸溶过程中发生反应的离子方程式为__________.

（3）流程中可循环利用的物质是_________；洗涤操作时，检验沉淀是否洗涤干净的方法是________。

（4）当沉淀转化达平衡时，滤液l中c(SO42-)与c(CO32-)的比值为_____________。

（5） 50-60℃时合成三盐的化学方程式为______；若得到纯净干燥的三盐99.0t，假设铅泥中的铅元素有80％转化为三盐，则铅泥中铅元素的质量分数为_________。

Answer 1

【答案】 将PbSO4转化为PbCO3提高铅的利用率 生成的PbSO4为难溶物，阻碍反应持续进行 3Pb+8H++NO3-=3Pb2++2NO↑+4H2O HNO3 取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤干净 1.25×105 4PbSO4+6NaOH3Na2SO4+3PbO·PbSO4·H2O+2H2O 51.7%

【解析】（1）硫酸铅在溶液中存在溶解平衡，由于碳酸铅的溶解度小于硫酸铅，所以向硫酸铅溶液在加入碳酸铅后发生反应：PbSO4（s）+CO32－（aq）PbCO3（s）+SO42－（aq），将铅膏中的硫酸铅转化为碳酸铅，加Na2CO3溶液转化的目的是将PbSO4转化为PbCO3提高铅的利用率；（2）酸溶时,不直接使用H2SO4溶液的原因可能是生成的PbSO4为难溶物，阻碍反应持续进行；铅与硝酸在酸溶过程中发生反应的离子方程式为3Pb+8H++NO3-=3Pb2++2NO↑+4H2O；（3）分析流程可知，PbO和PbCO3在硝酸的作用下转化成Pb（NO3）,Pb（NO3）中加稀H2SO4转化成PbSO4和硝酸，因此X为HNO3，可循环利用，故答案为：硝酸；洗涤操作时，洗涤液中有SO42―， 检验沉淀是否洗涤干净的方法是: 取少量最后一次的洗涤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤干净；（4）当沉淀转化达平衡时，滤液l中c(SO42-)与c(CO32-)的比值为 =1.25×105；（5） 50-60℃时合成三盐的化学方程式为4PbSO4+6NaOH3Na2SO4+3PbO·PbSO4·H2O+2H2O；若得到纯净干燥的三盐99.0t，则其中铅元素的质量为：828/990×99.0t=82.8t，设铅泥中铅的质量分数为W，则200.0t铅泥中铅元素为200W，铅泥中的铅元素有80％转化为三盐，有200W×80%=82.8，则铅泥中铅元素的质量分数为W=51.7%。