Question

【题目】三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O，相对分子质量为990)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。可用制备聚氯乙烯的热稳定剂。以铅泥(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____________，滤液1中的溶质为Na2CO3和_________(填化学式)；当沉淀转化达平衡时，滤液l中c(SO42-)与c(CO32-)的比值为___________；

(2)步骤③酸溶时，为提高酸溶速率，可采取的措施是___________________________(任写两条)，其中铅与硝酸反应生成Pb(NO3)2和NO的离子方程式为______________________________；

(3)滤液2中可循环利用的溶质为________________(填化学式)；

(4)步骤⑥合成三盐的化学方程式为_______________________________________；

(5)简述步骤⑦洗涤沉淀的方法____________________________________________。

Answer 1

【答案】将PbSO4转化为PbCO3，提高铅的利用率 Na2SO4 1.25×105 适当升温(或适当增大硝酸浓度或减小程度颗粒直径等) 3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO↑+4H2O HNO3 4PbSO4+6NaOH3PbO PbSO4H2O+3Na2SO4+2H2O 用玻璃棒引流，向过滤器中加蒸馏水直至浸没沉淀，待水自然流下后，重复2-3次。

【解析】

以铅泥(主要成分为PbO、Pb及PbSO4等)为原料制备三盐，由流程可知，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，发生4PbSO4+6NaOH3PbOPbSO4H2O+3Na2SO4+2H2O，滤液3主要是硫酸钠，洗涤沉淀干燥得到三盐，据此解答。

（1）步骤①向铅泥中加Na2CO3溶液，由已知数据可知PbCO3的溶解度小于PbSO4的溶解度，Na2CO3(aq)+PbSO4(s)=Na2SO4(aq)+PbCO3，则可将PbSO4转化成PbCO3，所以滤液Ⅰ的溶质主要是Na2SO4和过量的Na2CO3，当沉淀转化达平衡时，滤液l中c(SO42-)与c(CO32-)的比值为=1.2×105；

(2)酸溶时，为提高酸溶速率，可采取的措施是适当升温(或适当增大硝酸浓度或减小沉淀粒径等)；铅与硝酸反应生成Pb(NO3)2和NO的离子方程式为3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO↑+4H2O；

(3)Pb、PbO和PbCO3在硝酸的作用下转化成Pb(NO3)2，Pb(NO3)2中加稀H2SO4转化成PbSO4和硝酸，HNO3可循环利用；

(4)步骤⑥合成三盐的化学方程式为：4PbSO4+6NaOH3PbOPbSO4H2O+3Na2SO4+2H2O；

(5)洗涤沉淀的方法为：用玻璃棒引流，向过滤器中加蒸馏水直至浸没沉淀，待水自然流下后，重复2-3次。