题目内容

15．废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境．工业上利用铅浮渣（主要成分是PbO、Pb还古有少量的Ag、CaO）可制备硫酸铅．制备流程图如下：

下表是25℃时某些盐的浓度积常数：
化学式CaSO4Ag2SO4PbSO4
Ksp4.9×10-51.2×10-51.6×10-8
（1）实验室用75%的硝酸来配制15%的硝酸溶液，不需用到的玻璃仪器有CD（填标号）．
A．烧杯    B．量筒     C．容量瓶     D．锥形瓶     E．玻璃棒
（2）步骤I有NO产生，浸出液中含量最多的金属阳离子为 Pb2+，写出Pb参加反应的化学方程式
3Pb+8HNO3=3Pb（NO3）2+2NO↑+4H2O，为防止Ag被溶解进入溶液，步骤I操作时应注意控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余．
（3）母液可循环利用于步骤I，其溶质主要是HNO3（填一种物质化学式），若母液中残留的 SO42-过多，循环利用时可能出现的问题是浸出时部分Pb2+生成PbSO4随浸出渣排出，降低PbSO4的产率．
（4）粗PbSO4 产品含有的杂质是硫酸钙，需用Pb（NO3）2溶液多次洗涤，以得到纯净的PbSO4．
（5）铅蓄电池放电时正极的电极反应式为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O．如果用铅蓄电池做电源电解饱和食盐水制取Cl2，已知某铅蓄电池中硫酸溶液的体积为0.80L，电解前硫酸涪液浓度为4.50mol•L-1，当制得4.48LCl2时（在标准状况下），求理论上电解后电池中硫酸溶液的浓度为（假设电解前后硫酸溶液的体积不变）4 mol•L-1．

分析 铅浮渣的主要成分是PbO、Pb还有少量的Ag、CaO，加入硝酸可以发生反应生成的主要是硝酸铅溶液，向该浸出液中加入硫酸，可以发生复分解反应生成硫酸铅沉淀和硝酸，硝酸可以循环使用，用来溶解PbO、Pb，过滤得到的沉淀是硫酸铅，
（1）用75%的硝酸来配制15%的硝酸溶液，用量筒量取一定量的浓硝酸和水，在烧杯中配制，用玻璃棒搅拌，据此答题；
（2）铅与硝酸反应生成一氧化氮和硝酸铅，当铅过量时银不能溶解，据此答题；
（3）硝酸铅与硫酸反应生成硫酸铅和硝酸，硝酸可用于循环利用，若母液中残留的 SO42-过多，在步骤I中就会有硫酸铅沉淀出现，会随浸出渣排出；
（4）根据流程可知，粗PbSO4 产品含有的杂质是硫酸钙，可以用硝酸铅溶液洗涤除去；
（5）铅蓄电池放电时正极是氧化铅得电子生成硫酸铅，电解饱和食盐水制取Cl2，当制得4.48LCl2时要转移电子的物质的量为$\frac{4.48}{22.4}×2$mol=0.4mol，根据电子守恒可知，此时铅蓄电池中也转移0.4mol电子，根据铅蓄电池的总反应可计算出消耗硫酸的物质的量，进而确定电解后电池中硫酸溶液的浓度．

解答 解：（1）用75%的硝酸来配制15%的硝酸溶液，用量筒量取一定量的浓硝酸和水，在烧杯中配制，用玻璃棒搅拌，所以用不到的仪器是容量瓶、锥形瓶，故选CD；
（2）铅与硝酸反应生成一氧化氮和硝酸铅，反应的方程式为3Pb+8HNO3=3Pb（NO3）2+2NO↑+4H2O，当铅过量时银不能溶解，所以为防止Ag被溶解进入溶液，步骤I操作时应注意控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余，
故答案为：3Pb+8HNO3=3Pb（NO3）2+2NO↑+4H2O；控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余；
（3）硝酸铅与硫酸反应生成硫酸铅和硝酸，硝酸可用于循环利用，若母液中残留的 SO42-过多，在步骤I中就会有硫酸铅沉淀出现，会随浸出渣排出，
故答案为：HNO3；浸出时部分Pb2+生成PbSO4随浸出渣排出，降低PbSO4的产率；
（4）根据流程可知，粗PbSO4 产品含有的杂质是CaSO4，可以用Pb（NO3）2溶液洗涤除去，
故答案为：CaSO4；Pb（NO3）2；
（5）铅蓄电池放电时正极是氧化铅得电子生成硫酸铅，电极反应式为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O，电解饱和食盐水制取Cl2，当制得4.48LCl2时要转移电子的物质的量为$\frac{4.48}{22.4}×2$mol=0.4mol，根据电子守恒可知，此时铅蓄电池中也转移0.4mol电子，根据铅蓄电池的总反应可知H2SO4～1e-，所以消耗硫酸的物质的量为0.4mol，则电解后电池中硫酸溶液的浓度为$\frac{4.50mol•{L}^{-1}×0.80L-0.4mol}{0.80L}$=4mol/L，
故答案为：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O；4．

点评 本题考查了生产硫酸铅的工艺流程、硝酸的性质等，还涉及基本的实验操作、原电池、化学计算等，考查学生分析问题和解决问题的能力，题目难度中等．

练习册系列答案
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