Question

16．用废铅蓄电池的铅泥（含PbSO₄、PbO和Pb等）可制备精细化工产品3PbO•PbSO₄•H₂O（三盐），主要制备流程如图．

（1）铅蓄电池在生活中有广泛应用，其工作原理是Pb+PbO+2H₂SO₄ $?_{充电}^{放电}$2PbSO₄+2H₂O．铅蓄电池在充电时，阳极的电极反应式为PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺．若铅蓄电池放电前正、负极质量相等，放电时转移了lmol电子，则理论上两极质量之差为16g．
（2）将滤液I、滤液III合并，经蒸发浓缩、降温结晶、过滤等操作，可得到一种结晶水合物（ Mr=322），其化学式为Na₂SO₄•10H₂O．
（3）步骤③酸溶时铅与硝酸反应生成Pb（NO₃）₂及NO的离子方程式为3Pb+8H⁺+2NO₃^-=3Pb²⁺+2NO+4H₂O；滤液II中溶质的主要成分为HNO₃（填化学式）．
（4）步骤⑥合成三盐的化学方程式为4PbSO₄+6NaOH=3PbO•PbSO₄•H₂O+3Na₂SO₄+2H₂O．
（5）步骤⑦的洗涤操作中，检验沉淀是否洗涤完全的操作方法是取少量最后一次洗涤后的滤液于试管中，滴加BaCl₂溶液和稀盐酸，若产生白色沉淀，则沉淀末洗涤完全；若没有白色沉淀生成，则沉淀已洗涤完全．

Answer 1

分析 向铅泥中加入Na₂CO₃溶液，PbSO₄转化为难溶PbCO₃的离子方程式为CO₃^2-+PbSO₄=PbCO₃+SO₄^2-，然后过滤得到滤液Ⅰ为Na₂SO₄溶液，向滤渣中加入硝酸酸溶，PbO、Pb、PbCO₃都与硝酸反应生成Pb（NO₃）₂，Pb与硝酸反应还生成NO，铅与硝酸生成Pb（NO₃）₂及NO的离子方程式为3Pb+8H⁺+2NO₃^-=3Pb+2NO↑+4H₂O，然后向溶液中加入硫酸，生成bSO₄沉淀，过滤，滤液Ⅱ的主要成分是HNO₃，向滤渣中加入NaOH溶液，发生反应4PbSO₄+6NaOH=3Na₂SO₄+3PbO•PbSO₄•H₂O+2H₂O，过滤洗涤干燥得到3PbO•PbSO₄•H₂O，滤液Ⅲ中含有Na₂SO₄，以此解答该题．

解答 解：（1）铅蓄电池在充电时，阳极发生氧化反应，PbSO₄被氧化生成PbO₂，电极反应式为PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺，若铅蓄电池放电前正、负极质量相等，放电时正极发生，PbO₂（s）+2e^-+SO₄^2-（aq）+4H⁺（aq）=PbSO₄（s）+2H₂O（l），负极发生Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄，转移了lmol电子，则正极、负极都生成0.5molPbSO₄，正极质量增加m（PbSO₄）-m（PbO₂）=0.5mol×（303g/mol-239g/mol）=32g，正极质量增加m（PbSO₄）-m（Pb）=0.5mol×（303g/mol-207g/mol）=48g，
则两极质量差为48g-32g=16g，
故答案为：PbSO₄+2H₂O-2e^-=PbO₂+SO₄^2-+4H⁺；16g；
（2）通过以上分析知，滤液Ⅰ和滤液Ⅲ经脱色、蒸发、结晶可得到的副产品为Na₂SO₄•10H₂O，其相对分子质量为322，故答案为：Na₂SO₄•10H₂O；
（3）通过以上分析知，该离子反应方程式为3Pb+8H⁺+2NO₃^-=3Pb²⁺+2NO↑+4H₂O，滤液2中主要成分是未反应的HNO₃，
故答案为：3Pb+8H⁺+2NO₃^-=3Pb²⁺+2NO+4H₂O；HNO₃；
（4）该反应方程式为4PbSO₄+6NaOH=3Na₂SO₄+3PbO•PbSO₄•H₂O+2H₂O，故答案为：4PbSO₄+6NaOH=3PbO•PbSO₄•H₂O+3Na₂SO₄+2H₂O；
（5）该沉淀吸附的离子是硫酸根离子，用盐酸酸化的氯化钡检验，其检验方法为取少量最后一次的洗涤过滤液于试管中，向其中滴加盐酸酸化的BaCl₂溶液，若不产生白色沉淀，则表明已洗涤完全，
故答案为：取少量最后一次洗涤后的滤液于试管中，滴加BaCl₂溶液和稀盐酸，若产生白色沉淀，则沉淀末洗涤完全；若没有白色沉淀生成，则沉淀已洗涤完全．

点评 本题考查物质分离和提纯，为高频考点，侧重考查学生分析及知识综合应用能力，涉及基本操作、氧化还原反应、离子反应等知识点，明确流程图中发生的反应或操作方法是解本题关键，注意基础知识的积累和灵活运用，题目难度中等．