Question

【题目】三盐基硫酸铅（3PbO·PbSO4·H2O，Mr＝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。可用作聚氯乙烯的热稳定剂。以100.0吨铅泥（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________。

（2）步骤③酸溶时，为提高酸溶速率，可采取的措施是________（任写一条）。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）。若步骤④沉铅后的滤液中c(Pb2+)＝1.82×l0-5 mol·L-1，则此时 c(SO42-)＝________mol·L-1。

（4）步骤⑥合成三盐的化学方程式为________。若得到纯净干燥的三盐49.5 t，假设铅泥中的铅元素有80%转化为三盐，则铅泥中铅元素的质量分数为________。

Answer 1

【答案】 将PbSO4转化为PbCO3，提高铅的利用率 适当升高温度（或适当增大硝酸浓度或减小沉淀粒直径等其他合理答案） 3Pb＋8H+＋2NO3-＝3Pb2+＋2NO↑＋4H2O HNO3 1.0×10－3 4PbSO4＋6NaOH3Na2SO4＋3PbO·PbSO4·H2O＋2H2O 52%

【解析】试题分析：(1) 根据Ksp(PbSO4)＝1.82×10-8，Ksp(PbCO3)＝1.46×10-13，碳酸铅比硫酸铅更难溶，所以硫酸铅可以转化为碳酸铅；（2）根据影响反应速率的因素分析提高酸溶速率的方法；铅与硝酸反应生成Pb(NO3)2和NO、水；（3）步骤④沉铅是硝酸铅与硫酸反应生成硫酸铅沉淀和硝酸；根据Ksp(PbSO4)＝1.82×10-8计算c(SO42-)；（4）步骤⑥氢氧化钠、PbSO4生成3PbO·PbSO4·H2O；根据铅元素守恒计算铅泥中铅元素的质量分数。

解析：(1)碳酸铅比硫酸铅更难溶，所以硫酸铅可以转化为碳酸铅，步骤①转化的目的是将PbSO4转化为PbCO3，提高铅的利用率；（2）适当升高温度、增大硝酸浓度都能提高酸溶速率；铅与硝酸反应生成Pb(NO3)2和NO、水的离子方程式是3Pb＋8H+＋2NO3-＝3Pb2+＋2NO↑＋4H2O；（3）步骤④沉铅是硝酸铅与硫酸反应生成硫酸铅沉淀和硝酸，所以可以循环利用的物质是硝酸； c(SO42-)= ；（4）根据质量守恒，氢氧化钠、PbSO4生成3PbO·PbSO4·H2O的化学方程式是4PbSO4＋6NaOH 3Na2SO4＋3PbO·PbSO4·H2O＋2H2O；设铅泥中铅元素的质量分数为x，根据铅元素质量守恒 ，解得x=0.52=52%。