题目内容

15．回收铅蓄电池的电极填充物（铅膏，主要含PbO、PbO2、PbSO4），可制备热稳定剂三盐基硫酸铅（组成可表示为3PbO•PbSO4•H2O），其实验流程如图：

（1）物质X可以循环利用，该物质是硝酸．检验流程中使用的Na2SO3溶液是否变质的方法是取少量溶液，加入足量稀盐酸，再加氯化钡溶液，观察是否产生白色沉淀．
（2）从滤液A可提取出一种含结晶水的钠盐副产品．若检验该晶体中结晶水的含量，所需的硅酸盐材质仪器有坩埚、酒精灯、泥三角、玻璃棒、石棉网、干燥器等．
（3）流程中不直接利用H2SO4溶液与PbO、PbCO3反应制取PbSO4，原因可能是PbSO4不溶于水，覆盖在固体表面阻碍反应的进一步发生．
（4）生成三盐基硫酸铅的离子反应方程式为4PbSO4+6OH-=3PbO•PbSO4•H2O+3SO42-+2H2O．
（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15.0%，则要将PbO2全部还原，至少需加30mL 1.0mol•L-1 Na2SO3溶液．

分析 （1）利用废旧铅蓄电池阴、阳极填充物（铅膏）制备塑料加工热稳定剂三盐基硫酸铅实验流程．向铅膏浆液中加入Na2SO3溶液的目的是将PbO2还原PbO，Na2SO3+PbO2=PbO+Na2SO4，加Na2CO3溶液是将PbSO4转化成PbCO3，所以滤液Ⅰ主要是Na2SO4溶液．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；如果变质说明变成硫酸钡，可以通过检验是否生成硫酸根离子；
（2）测量晶体中结晶水的含量，实验步骤为：①研磨  ②称量空坩埚和装有试样的坩埚的质量  ③加热  ④冷却  ⑤称量  ⑥重复③至⑤的操作，直到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止  ⑦根据实验数据计算晶体中结晶水的含量，所以所需的硅酸盐材质仪器有玻璃棒、石棉网、干燥器、坩埚、酒精灯、泥三角；
（3）生成的硫酸铅难溶于水，覆盖在固体PbO、PbCO3的表面，阻碍反应的进一步发生；
（4）从流程看，硫酸铅和氢氧化钠反应生成三盐基硫酸铅和硫酸钠，据此写出方程式；
（5）根据铅膏的质量及氧化铅的质量分数可计算出氧化铅的物质的量，根据亚硫酸钠和氧化铅反应关系可计算需要亚硫酸钠的体积．

解答 解：（1）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，检验硫酸根离子的方法为：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SO42-，
故答案为：硝酸；取少量溶液，加入足量稀盐酸，再加氯化钡溶液，观察是否产生白色沉淀；
（2）测量晶体中结晶水的含量，实验步骤为：①研磨  ②称量空坩埚和装有试样的坩埚的质量  ③加热  ④冷却  ⑤称量  ⑥重复③至⑤的操作，直到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止  ⑦根据实验数据计算晶体中结晶水的含量，所以所需的硅酸盐材质仪器有玻璃棒、石棉网、干燥器、坩埚、酒精灯、泥三角，
故答案为：坩埚；酒精灯；泥三角；
（3）生成的硫酸铅难溶于水，覆盖在固体PbO、PbCO3的表面，阻碍反应的进一步发生，故答案为：PbSO4不溶于水，覆盖在固体表面阻碍反应的进一步发生；
（4）从流程看，硫酸铅和氢氧化钠反应生成三盐基硫酸铅和硫酸钠，反应方程式为：4PbSO4+6NaOH=3PbO•PbSO4•H2O+3Na2SO4+2H2O，离子方程式为：
4PbSO4+6OH-=3PbO•PbSO4•H2O+3SO42-+2H2O，故答案为：4PbSO4+6OH-=3PbO•PbSO4•H2O+3SO42-+2H2O；
（5）氧化铅的物质的量为：$\frac{47.8g×15%}{239g/mol}$=0.03mol，
   PbO2 ～Na2SO3
   1mol     1mol
   0.03mol   n
n=0.03mol，V=$\frac{0.03mol}{1.0mol/L}$=0.03L=30mL，
故答案为：30．

点评 本题考查了实验方案的设计，中等难度．要分析流程，从流程中所给信息结合题目设问解题．

练习册系列答案
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5．氯气是一种重要的化学物质，在生产生活中有重要的应用．试回答下列问题：
实验室制备氯气的化学方程式为MnO2+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O
（1）将氯气通入紫色石蕊试液中可观察到的现象是紫色石蕊试液先变红后退色请结合化学方程式和必要的文字描述解释其中的原因Cl2+H2O=H++Cl-+HClO，H+能使紫色石蕊变成红色，HClO能使有色物质褪色，；
（2）若该实验中有87g MnO2完全反应，产生的Cl2在标准状况下的体积为多少升？（写出计算步骤）
6．X、Y、Z为原子序数由小到大排列的三种短周期元素．已知：X、Y的气态氢化物分子具有相同的电数；Y与Z同主族；XY2是非极性分子，其晶体可用作人工降雨．请回答：
（1）Z的最高价氧化物对应水化物W是重要的化工原料．W的化学式为H2SO4；工业制造W的生产过程主要分为三个阶段．
①101kPa时，3.2g Z的固体单质完全燃烧可放出29.7kJ的热量，写出能够表示该固体单质燃烧热的热化学方程式S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=-297kJ/mol；
②在接触氧化阶段，为提高ZY2的转化率，从理论上判断，应选择的条件是低温和高压．从表给出不同温度、压强下ZY2平衡转化率的实验数据进行分析，结合工业生产的实际，应选择适合的温度和压强是（选填字母）B；
A．400℃～500℃10MPa         B．400℃～500℃1MPa
C．500℃～500℃10MPa         D．400℃～500℃0.1MPa

压强/MPa
转化率/%
温度/℃		0.10.5110
40099.299.699.799.9
50093.596.997.899.3
60073.785.889.596.4
③在吸收阶段，为尽可能提高ZY3的吸收效率，工业上选择的吸收剂是（选填字母）C．
A．水      B．0.5mol/L的硫酸       C．98.3%的硫酸       D．浓氨水
（2）已知X与XY都是工业上常用的还原剂．
①写出X单质与W的浓溶液反应的化学方程式C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O；
②500℃，11.2L（标准状况）ZY2在催化剂作用下与XY发生化学反应．若有2×6.02×1023个电子转移时，该反应的化学方程式是SO2+2CO$\frac{\underline{催化剂}}{△}$S+2CO2．
3．火法炼铜首先要焙烧黄铜矿，其反应为：2CuFeS2+O2-→Cu2S+2FeS+SO2下列说法正确的是（　　）
A．SO2是氧化产物
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10．（1）某温度下，SO2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）?SO3（g），△H=-98kJ/mol．开始时在100L密闭容器中加入4.0molSO2和10.0molO2，当反应达到平衡时，共放出196KJ热量．该反应的平衡常数为K=3.33．
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20．氮及其化合物在工农业生产、生活中有重要作用．请按要求回答下列相关问题：
（1）食品添加剂铵明矾NH4Al（SO4）2•12H2O高温可分解，下列关于其分解产物的预测不合理 的是C．
A．NH3、N2、SO2、H2O           B．NH3、SO3、H2O
C．NH3、SO2、H2O               D．NH3、N2、SO3、SO2、H2O
（2）汽车发动机工作时也会引发N2和O2反应产生大气污染物NO，其能量变化示意图如图1则该反应的热化学方程式为N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+183.8kJ/mol．
（3）工业合成氨的反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0，分别在T1、T2温度下，改变起始氢气物质的量，测得平衡时氨的体积分数如图2所示：
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③图象中T2低于T1（填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”）．
④科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+ ）实现氨的电化学合成，这提高了氮气和氢气的转化率．写出电化学合成过程中发生还原反应的电极方程式：N2+6H++6e-=2NH3．
（4）将质量相等的四份铁粉和铜粉的均匀混合物，分别加入同浓度稀硝酸充分反应，（假设硝酸的还原产物只有NO）实验数据如下表：
编 号①②③④
稀硝酸体积/mL100mL200mL300mL400mL
剩余金属/g18.0g9.6g00
NO体积/L（标准状况下）2.24L4.48L6.72LV
下列有关分析推断正确的是AC．
A．硝酸起始浓度为4mol/L                      B．①中溶解了5.6g Fe
C．③中n（Cu2+）=0.15mol                    D．④中V=6.72L
7．已知有机物A和C互为同分异构体且均为芳香族化合物，相互转化关系如图所示：

请回答下列问题：
（1）符合题意的有机物F的结构可能有3种，写出其中一种结构简式或或；
（2）指出反应反应类型①加成反应，②酯化反应或取代反应；
（3）写出发生下列转化的化学方程式：C→D．
4．下列说法正确的是（　　）
A．油脂水解可得到氨基酸和甘油
B．防腐剂都有一定的毒性，所以不能吃含防腐剂的食品
C．蛋白质溶液、淀粉溶液都属胶体
D．玻璃钢是新型的无机非金属材料
5．下列指定反应的离子方程式正确的是（　　）
A．硅酸钠溶液与醋酸溶液混合：SiO32-+2H+=H2SiO3↓
B．NH4Al（SO4）2溶液与过量稀氨水反应：Al3++3NH3•H2O=Al（OH）3↓+3NH4+
C．用稀硝酸清洗试管内壁的银镜：Ag+2H++NO3-=Ag++NO2↑+H2O
D．FeBr2溶液中通入过量Cl2：2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-

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