题目内容
7．
工业上从废铅酸电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与铅膏（主要成分为PbSO4）发生反应：PbSO4（s）+CO32-（aq）?PbCO3（s）+SO42-（aq）．某课题组用PbSO4为原料模拟该过程，探究上述反应的实验条件及固体产物的成分．（1）上述反应的平衡常数表达式：K=$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$．
（2）室温时，向两份相同的样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化，在Na2CO3溶液中PbSO4转化率较大，理由是相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中，前者c（CO32-）较大．
（3）查阅文献：上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3•Pb（OH）2]，它和PbCO3受热都易分解生成PbO．该课题组对固体产物（不考虑PbSO4）的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：全部为PbCO3；
假设二：全部为2PbCO3•Pb（OH）2；
假设三：PbCO3与2PbCO3•Pb（OH）2的混合物．
（4）为验证假设一是否成立，课题组进行如下研究．
①定性研究：请你完成下表中内容．
| 实验步骤（不要求写出具体操作过程） | 预期的实验现象和结论 |
| 取一定量样品充分干燥，… |
分析 （1）PbSO4（s）+CO32-（aq）?PbCO3（s）+SO42-（aq）．依据平衡常数概念写出计算式；
（2）根据反应达到的平衡分析：PbSO4（s）+CO32-（aq）?PbCO3（s）+SO42-（aq），增大碳酸根离子浓度平衡正向进行，促进硫酸铅转化；
（3）依据题干信息可知，PbSO4转在转化时能生成碳酸铅，也能生成碱式碳酸铅；
（4）依据碳酸铅分解生成PbO，CO2，碱式碳酸铅分解生成PbO、CO2、H2O，生成的产物不同设计实验进行验证，有水生成移动不是碳酸铅．
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，平衡常数K=$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$，
故答案为：$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$；
（2）在溶液中Na2CO3能完全电离生成碳酸根离子，而碳酸氢根离子微弱电离生成碳酸根离子，所以相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中，碳酸钠溶液中碳酸根离子浓度大，PbSO4转化率较大；
故答案为：Na2CO3；相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中，前者c（CO32-）较大；
（3）依据题干信息可知，PbSO4转在转化时能生成碳酸铅，也能生成碱式碳酸铅，故所得产物有三种可能情况：一是全部为碳酸铅，二是全部为碱式碳酸铅，三是两者都有；
故答案为：全部为2PbCO3•Pb（OH）2；PbCO3与2PbCO3•Pb（OH）2的混合物；
（4）①若固体中含Pb（OH）2，则其受热分解会生成水，而PbCO3受热分解不会生成水，因此只需检验固体受热分解有无水生成即可，而水的检验可用无水硫酸铜，可取一定量样品充分干燥，然后将样品加热分解，将产生的气体依次通过盛有无水硫酸铜的干燥管和盛有澄清石灰水的烧瓶，若无水硫酸铜不变蓝色，澄清石灰水变浑浊，说明样品全部是PbCO3，
故答案为：
| 实验步骤 | 预期的实验现象和结论 |
| 取一定量样品充分干燥，然后将样品加热分解，将产生的气体依次通过盛有无水硫酸铜的干燥管和盛有澄清石灰水的烧瓶 | 若无水硫酸铜不变蓝色，澄清石灰水变浑浊，说明样品全部是PbCO3 |
故答案为：同意；若全部为PbCO3，26.7mg完全分解后，其固体质量为22.3mg．
点评 本题属假设型实验题，以铅蓄电池的铅回收为情境，将化学平衡、沉淀的转化、实验探究、计算等内容融合在一起，主要考查学生对化学反应原理的掌握及运用相关知识对实验提出假设和设计实验方案的能力，考查运用文字表达分析解决问题过程并做出合理解释的能力．
已知水的电离平衡曲线如图示，试回答下列问题：| A． | 钠与水反应：Na+2H2O═Na++2OH-+H2↑ | |
| B． | 碳酸氢钠与盐酸反应：CO3-+2H+═H2O+CO2↑ | |
| C． | 醋酸溶液与氢氧化钠溶液反应：CH3COOH+OH-═CH3COO-+H2O | |
| D． | 金属铁与稀硫酸反应：2Fe+6H+═2Fe3++3H2↑ |
合成氨工业上常用下列方法制备H2：方法①：C（s）+2H2O（g）?CO2（g）+2H2（g）
方法②：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
（1）已知①C（石墨）+O2（g）═CO2（g）△H=-394kJ•mol-1
②2C（石墨）+O2（g）═2CO（g）△H=-222kJ•mol-1
③2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-484kJ•mol-1
试计算25℃时由方法②制备1000gH2所放出的能量为20500kJ．
（2）在一定的条件下，将C（s）和H2O（g）分别加入甲、乙两个密闭容器，发生反应：C（s）+2H2O（g）?CO2（g）+2H2（g）其相关数据如表所示：
| 容器 | 容积/L | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | |
| C（s） | H2O（g） | H2（g） | ||||
| 甲 | 2 | T1 | 2 | 4 | 3.2 | 2.5 |
| 乙 | 1 | T2 | 1 | 2 | 1.2 | 3 |
②乙容器中，当反应进行到1.5min时，H2O（g）的物质的量浓度范围是大于0.8mol/L，小于1.4mol/L．
③在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是BD．
A．V逆（CO2）=2V正（H2）
B．混合气体的密度保持不变
C．c（H2O）：c（CO2）：c（H2）=2：1：2
D．混合气体的平均摩尔质量保持不变
④某同学为了研究反应条件对化学平衡的影响，测得逆反应速率与时间的关系如图所示：
在t1、t3、t5、t7时反应都达了到平衡状态，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则t6时刻改变的条件是通入H2O，从t1到t8哪个时间段H2O（g）的平衡转化率最低t7-t8．
