Question

【題目】用廢鉛蓄電池的鉛泥（含PbSO4、PbO和Pb等）制備精細化工產品PbSO4·3PbO·H2O（三鹽）的主要流程如下：

已知：常溫下，Ksp（PbSO4）=2.0×10-8 Ksp（PbCO3）=1.0×10-13 ，請回答以下問題：

(1)鉛蓄電池工作原理是PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O，在放電過程中負極的質量__________；電解質溶液的pH___________（用“變大”、“不變”或“變小”填寫）。該鉛蓄電池放電過程中的正極反應式為__________________________________________。

(2)步驟③的目的是使鉛泥中的Pb溶解，其對應的離子方程式為________________ 。濾液2中的溶質主要是_____________（填化學式），過濾操作中使用到的玻璃儀器有_____。

(3)步驟⑥合成三鹽的化學方程式為________________________。

(4)步驟⑦洗滌產品的方法是________________________________。

(5)在“轉化”過程中，若PbSO4和PbCO3在懸濁液中共存，則c（SO42-）：c（CO32-）=____________。

Answer 1

【答案】變大 變大 PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O 3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO+4H2O HNO3 玻璃棒、燒杯、漏斗 4PbSO4+6NaOH=3Na2SO4+PbSO43PbOH2O+2H2O 將產品放入過濾器中，加入蒸餾水沒過產品，讓誰自然流下，重復2至3次 2.0×105

【解析】

題時抓住流程中物質轉化原理及鉛蓄電池工作原理，分析元素化合價變化，弄清濾液和濾渣的主要成分，根據物質性質推斷相關的化學反應；區別放電和充電，根據電極反應類型書寫電極反應式。

(1)鉛蓄電池工作原理是PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O，在放電過程中負極電極反應式：Pb+ H2SO4-2e-=PbSO42-+4H+，所以負極的質量變大；放電時，正極的電極反應式為PbO2+2e-+ SO42-+4H+PbSO4+2H2O,電解質溶液的H+濃度減小，所以pH變大。答案：變大；變大 ； PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O。

(2)步驟③的目的是使鉛泥中的Pb溶解，其對應的離子方程式為3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO+4H2O 。沉鉛涉及的反應為Pb(NO3)2+H2SO4PbSO4↓+2HNO3。所以濾液Ⅱ中的溶質主要是HNO3，過濾操作中使用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、漏斗。答案： 3Pb+8H++2NO3-=3Pb2++2NO+4H2O ； HNO3 ；玻璃棒、燒杯、漏斗。

(3) 加入NaOH溶液，合成三鹽的化學方程式為4PbSO4+6NaOH3PbO·PbSO4·H2O↓+3Na2SO4+2H2O。答案：4PbSO4+6NaOH=3Na2SO4+PbSO43PbOH2O+2H2O

(4) 向裝產品的過濾器中加入蒸餾水沒過產品，讓水自然流下，重復2至3次即可；答案：將產品放入過濾器中，加入蒸餾水沒過產品，讓水自然流下，重復2至3次 。

(5) PbSO4(s)+ CO32-(aq)PbCO3(s)+ SO42-(aq)；K=c(SO42-)/c(CO32-)= Ksp（PbSO4）/ Ksp（PbCO3）=2.0×10-8/1.0×10-13 ==2.0×105。所以在轉化過程中，PbSO4和PbCO3在懸濁液中共存時，則c（SO42-）：c（CO32-）=2.0×105。答案：2.0×105。