Question

三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO₄·H₂O)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：K_sp(PbSO₄)=1.82×10^-8，K_sp(PbCO₃)=1.46×10^-13。

请回答下列问题：

(1)步骤①转化的目的是____________，滤液1中的溶质为Na₂CO₃和______(填化学式)。

(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^-5mol ·L^-1，则此时 c(SO₄^2-）________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49.5t，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__________。

简述步骤⑦洗涤沉淀的方法_______________________。

Answer

将PbSO4化为PbCO3提高铅的利用率 Na2SO4 适当升温(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↑+4H2O2 HNO3 1.0×10 3 4PbSO4 +6NaOH 3Na2SO4+3PbO • PbSO4 • H2O + 2H2O 52% 用胶头滴管向漏斗中加蒸馏水至没过沉淀，待水自然流完后，重复上述操作2 - 3次。

【解析】(1)步骤①铅泥在碳酸钠溶液中转化生成硫酸钠和碳酸铅，其目的是将PbSO4化为PbCO3提高铅的利用率；滤液1中的溶质为Na2CO3和Na2SO4；（2）影响化学反应速率的外界因素有温度、浓度、压强、催化剂、反应物的接触面积等，根据化工生产实际情况，步骤③酸溶时，为提高酸溶速率，可采取的措施是适当升温(或适当增大硝酸浓度或减小沉淀直粒径等；铅与硝酸反应生成Pb(NO3)2、水和NO，其反应离子方程式为：3Pb + 8H++2NO3- =3Pb2+ +2NO↑+4H2O；(3)酸溶时生成硝酸铅，硝酸铅在沉铅时与硫酸发生复分解反应生成硫酸铅和硝酸，则滤液2中可循环利用的溶质为HNO3，若步骤④沉铅后的滤液中c(Pb2+）=1.82×l0-5mol·L-1，则此时根据Ksp(PbSO4)=c(Pb2+)c(SO42-)可知， c(SO42-）==1.0×10-3mol·L-1；(4)步骤⑥在50-60℃条件下硫酸铅与氢氧化钠合成三盐的化学方程式为：4PbSO4 +6NaOH 3Na2SO4+3PbO • PbSO4 • H2O + 2H2O；假设铅泥中的铅元素有80%转化为三盐，若得到纯净干燥的三盐49.5t，则铅泥中铅元素的质量分数为： ×；(5) 洗涤沉淀的方法：用胶头滴管向漏斗中加蒸馏水至没过沉淀，待水自然流完后，重复上述操作2-3次。