Question

【題目】用廢鉛蓄電池的鉛泥（含PbSO4、PbO和Pb等）可制備精細化工產品3PbO·PbSO4· H 2O（三鹽），主要制備流程如下。

（1）鉛蓄電池在生活中有廣泛應用，其工作原理是Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4＋2H2O。鉛蓄電池在充電時，陽極的電極反應式為_________。若鉛蓄電池放電前正、負極質量相等，放電時轉移了lmol電子，則理論上兩極質量之差為___________。

（2）將濾液I、濾液III合并，經蒸發濃縮、降溫結晶、過濾等操作，可得到一種結晶水合物( Mr=322) ，其化學式為______________。

（3）步驟③酸溶時鉛與硝酸反應生成Pb(NO3)2及NO的離子方程式為_____________；濾液II中溶質的主要成分為________（填化學式）。

（4）步驟⑥合成三鹽的化學方程式為____________ 。

（5）步驟⑦的洗滌操作中，檢驗沉淀是否洗滌完全的操作方法是____________。

Answer 1

【答案】 PbSO4＋2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+ 16g Na2SO4·10H2O 3Pb＋8H++2NO3-=3Pb2++2NO+4H2O HNO3 4PbSO4+6NaOH3PbO·PbSO4·H2O+3Na2SO4+2H2O 取少量最后一次洗滌后的濾液于試管中，滴加BaCl2溶液和稀鹽酸，若產生白色沉淀，則沉淀末洗滌完全；若沒有白色沉淀生成，則沉淀已洗滌完全

【解析】（1）鉛蓄電池在充電時，陽極上PbSO4失去電子生成PbO2，根據電荷配平，可知陽極的電極反應式為PbSO4＋2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+；鉛蓄電池放電時正極電極反應為： PbO2+SO42-+4H++2e-= PbSO4＋2H2O，負極電極反應為：Pb +SO42--2e-= PbSO4，若鉛蓄電池放電前正、負極質量相等，放電時轉移了lmol電子，則理論上兩極質量之差為： ；（2）鉛泥與碳酸鈉反應轉化為碳酸鉛和硫酸鈉，過濾后濾液Ⅰ的主要成分是硫酸鈉，碳酸鉛、氧化鉛和鉛用硝酸溶解轉化為鉛離子，用稀硫酸反應沉鉛生成硫酸鉛，過量未反應的硝酸綜合利用，以濾液Ⅱ的主要成分循環酸溶沉鉛，過濾后的硫酸鉛進入合成，與氫氧化鈉反應，生成的硫酸鈉以濾液Ⅲ過濾出，合成后過濾、洗滌干燥得到三鹽。將濾液I、濾液III合并，經蒸發濃縮、降溫結晶、過濾等操作，可得到一種結晶水合物為硫酸鈉晶體，設化學式為：Na2SO4xH2O，則Mr=142+18x=322，解得：x=10，故結晶水合物化學式為：Na2SO4·10H2O；（3）步驟③酸溶時鉛與硝酸反應生成Pb(NO3)2及NO轉移電子數為6，其離子方程式為：3Pb＋8H++2NO3-=3Pb2++2NO+4H2O；濾液II中溶質的主要成分為HNO3，循環使用，綜合利用；（4）步驟⑥硫酸鉛與氫氧化鈉在50-60℃條件下合成三鹽，同時生成硫酸鈉和水，其化學方程式為4PbSO4+6NaOH3PbO·PbSO4·H2O+3Na2SO4+2H2O；（5）步驟⑦的洗滌操作中，檢驗沉淀是否洗滌完全，若沉淀不完全則濾渣中含有硫酸根離子，檢驗是否含有硫酸根離子就可得解，其操作方法是：取少量最后一次洗滌后的濾液于試管中，滴加BaCl2溶液和稀鹽酸，若產生白色沉淀，則沉淀末洗滌完全；若沒有白色沉淀生成，則沉淀已洗滌完全。