Question

【题目】三盐基硫酸铅（3PbO·PbSO4·H2O)简称三盐，白色或微黄色粉末，稍带甜味、有毒。200℃以上开始失去结晶水，不溶于水及有机溶剂。可用作聚氯乙烯的热稳定剂。以100.0t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)=1.82×10-8，Ksp(PbCO3)=1.46×10-13。请回答下列问题

（1）步骤①转化的目的是将PbSO4转化为PbCO3，反应的离子方程式为___________________。

（2）滤液3中的主要溶质为_____________（填化学式）。

（3）步骤③酸溶时，铅与硝酸反应生成Pb(NO3)2和NO的离子方程式为____________________。

（4）滤液2中可循环利用的溶质为___________（填化学式）。若步骤④沉铅后的滤液中c(Pb2+)=1.82×10-5mol·L－1，则此时c(SO42-)为___________mol·L-1

（5）步骤⑥合成三盐的化学方程式为____________________________。若得到纯净干燥的三盐49.50 t，假设铅泥中的铅元素有80.00%转化为三盐，则铅泥中铅元素的质量分数为_____。[已知：三盐（3PbO·PbSO4·H2O）的相对分子质量为990，注意保留正确的有效数字]

Answer 1

【答案】CO32-+PbSO4=SO42-+PbCO3 Na2SO4 3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO↑+4H2O HNO3 1.0×10-3 4 PbSO4+6NaOH3Na2SO4+3PbOPbSO4H2O+2H2O 51.75%

【解析】

以100.0t铅泥（主要成分为PbO、Pb及PbSO4等）为原料制备三盐：向铅泥中加Na2CO3溶液是将PbSO4转化成PbCO3，Na2CO3（aq）+PbSO4（s）=Na2SO4（aq）+PbCO3（s），所以滤液Ⅰ的溶质主要是Na2SO4和过量的Na2CO3，Pb、PbO和PbCO3在硝酸的作用下反应：3Pb+8HNO3=Pb（NO3）2+2NO↑+4H2O、PbCO3+2HNO3=Pb（NO3）2+CO2↑+H2O、PbO+2HNO3=Pb（NO3）2+2H2O，均转化成Pb（NO3）2，Pb（NO3）2中加稀H2SO4转化成PbSO4和硝酸，过滤的滤液为HNO3，可循环利用，向硫酸铅中加入氢氧化钠合成三盐和硫酸钠，，滤液3主要是硫酸钠，洗涤沉淀干燥得到三盐，以此解答该题。

（1）由题可知，碳酸铅的Ksp小于硫酸铅，故加入碳酸钠的目的是将硫酸铅转化为碳酸铅，属于沉淀的转化，反应的离子方程式为；

故答案为：；

（2）根据元素守恒，故可知滤液3的主要溶质是；

答案为：；

（3）铅与硝酸反应生成 和，根据氧化还原反应规律配平即可，；

答案为：；

（4）、和在可以在硝酸的作用下生成，而可以在稀硫酸的作用下生成、，其中可以重复使用；由于，而，则可算出；

故答案为：；；

（5）步骤⑥参与反应的物质为：和,该反应的方程式为：，若得到纯净干燥的三盐49.5t，可算出含铅的质量为 。设铅泥中含铅的质量分数为，则100t铅泥中铅元素为100，而铅泥中的铅元素有80%转化为三盐，有41.4t，即，解得；

故答案为：；。