Question

5．废铅蓄电池量急速增加所引起的铅污染日益严重．工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的工艺流程如下：
已知：K_sp（PbSO₄）=1.6×10^-5，Ksp（PbCO₃）=3.3×10^-14．
回答下列问题：
（1）写出步骤①中PbSO₄转化为PbCO₃过程的平衡常数表达式K=$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$．为提高步骤①的反应速率和铅浸出率，你认为可采取的两条措施是充分搅拌、适当升高温度或增大碳酸钠和亚硫酸钠的浓度．
（2）写出步骤②证明已经洗涤干净的实验操作方法取少许最后一次洗涤液于试管中，滴入过量盐酸后，再滴入少量氯化钡溶液，若无沉淀产生，则证明已经洗涤干净．步骤③从母液可获得副产品为NaOH、Na₂SO₄．写出步骤④用惰性电极电解的阴极反应式Pb²⁺+2e^-=Pb．

Answer 1

分析 （1）根据转化：PbSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?PbCO₃（s）+SO₄^2-（aq）结合平衡常数概念来书写平衡常数表达式；根据影响反应速率的因素结合实际来回答；
（2）步骤②证明已经洗涤干净只要证明其中不含有硫酸根离子即可；电解池的阴极上发生得电子的还原反应．

解答 解：（1）反应平衡常数是用各反应物和生成物浓度计算表示，固体和纯液体的浓度是定值不出现在表达式中，则平衡常数为：K=$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$；

为了加快反应速率和铅浸出率，可以采取措施有：充分搅拌、适当升高温度、增大碳酸钠和亚硫酸钠的浓度，
故答案为：$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$；充分搅拌、适当升高温度或增大碳酸钠和亚硫酸钠的浓度（任写两点）；
（2）步骤②证明已经洗涤干净只要证明其中不含有硫酸根离子即可，可以用氯化钡来检验，根据流程图，结合发生反应：PbO₂+Na₂SO₃+Na₂CO₃+H₂O=PbCO₃↓+Na₂SO₄+2NaOH，所以从母液可获得副产品为NaOH、Na₂SO₄，电解池的阴极上是铅离子发生得电子的还原反应：Pb²⁺+2e^-=Pb，
故答案为：取少许最后一次洗涤液于试管中，滴入过量盐酸后，再滴入少量氯化钡溶液，若无沉淀产生，则证明已经洗涤干净；NaOH、Na₂SO₄；Pb²⁺+2e^-=Pb．

点评 本题考查了金属的回收及环境保护，题目难度中等，明确实验目的及反应原理为解答关键，注意掌握影响化学反应速率的因素及电解原理，试题侧重考查学生的分析、理解能力及化学实验能力．