Question

用废铅蓄电池的铅泥（含PbSO₄、PbO和Pb等）可制备精细化工产品3PbO·PbSO₄· H 2O（三盐），主要制备流程如下。

（1）铅蓄电池在生活中有广泛应用，其工作原理是Pb+PbO₂+2H₂SO₄ 2PbSO₄＋2H₂O。铅蓄电池在充电时，阳极的电极反应式为_________。若铅蓄电池放电前正、负极质量相等，放电时转移了lmol电子，则理论上两极质量之差为___________。

（2）将滤液I、滤液III合并，经蒸发浓缩、降温结晶、过滤等操作，可得到一种结晶水合物( Mr=322) ，其化学式为______________。

（3）步骤③酸溶时铅与硝酸反应生成Pb(NO₃)₂及NO的离子方程式为_____________；滤液II中溶质的主要成分为________（填化学式）。

（4）步骤⑥合成三盐的化学方程式为____________ 。

（5）步骤⑦的洗涤操作中，检验沉淀是否洗涤完全的操作方法是____________。

Answer

PbSO4＋2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+ 16g Na2SO4·10H2O 3Pb＋8H++2NO3-=3Pb2++2NO+4H2O HNO3 4PbSO4+6NaOH3PbO·PbSO4·H2O+3Na2SO4+2H2O 取少量最后一次洗涤后的滤液于试管中，滴加BaCl2溶液和稀盐酸，若产生白色沉淀，则沉淀末洗涤完全；若没有白色沉淀生成，则沉淀已洗涤完全

【解析】（1）铅蓄电池在充电时，阳极上PbSO4失去电子生成PbO2，根据电荷配平，可知阳极的电极反应式为PbSO4＋2H2O-2e-=PbO2+SO42-+4H+；铅蓄电池放电时正极电极反应为： PbO2+SO42-+4H++2e-= PbSO4＋2H2O，负极电极反应为：Pb +SO42--2e-= PbSO4，若铅蓄电池放电前正、负极质量相等，放电时转移了lmol电子，则理论上两极质量之差为： ；（2）铅泥与碳酸钠反应转化为碳酸铅和硫酸钠，过滤后滤液Ⅰ的主要成分是硫酸钠，碳酸铅、氧化铅和铅用硝酸溶解转化为铅离子，用稀硫酸反应沉铅生成硫酸铅，过量未反应的硝酸综合利用，以滤液Ⅱ的主要成分循环酸溶沉铅，过滤后的硫酸铅进入合成，与氢氧化钠反应，生成的硫酸钠以滤液Ⅲ过滤出，合成后过滤、洗涤干燥得到三盐。将滤液I、滤液III合并，经蒸发浓缩、降温结晶、过滤等操作，可得到一种结晶水合物为硫酸钠晶体，设化学式为：Na2SO4•xH2O，则Mr=142+18x=322，解得：x=10，故结晶水合物化学式为：Na2SO4·10H2O；（3）步骤③酸溶时铅与硝酸反应生成Pb(NO3)2及NO转移电子数为6，其离子方程式为：3Pb＋8H++2NO3-=3Pb2++2NO+4H2O；滤液II中溶质的主要成分为HNO3，循环使用，综合利用；（4）步骤⑥硫酸铅与氢氧化钠在50-60℃条件下合成三盐，同时生成硫酸钠和水，其化学方程式为4PbSO4+6NaOH3PbO·PbSO4·H2O+3Na2SO4+2H2O；（5）步骤⑦的洗涤操作中，检验沉淀是否洗涤完全，若沉淀不完全则滤渣中含有硫酸根离子，检验是否含有硫酸根离子就可得解，其操作方法是：取少量最后一次洗涤后的滤液于试管中，滴加BaCl2溶液和稀盐酸，若产生白色沉淀，则沉淀末洗涤完全；若没有白色沉淀生成，则沉淀已洗涤完全。