Question

工业上从废铅酸电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与铅膏(主要成分为PbSO₄)发生反应：PbSO₄(s)+CO₃^2—(aq)PbCO₃(s)+SO₄^2—(aq)。

K_sp (PbCO₃)=1.5×10^-13 ，K_sp (PbSO₄)=1.8×10^-8某课题组用PbSO₄为原料模拟该过程，探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。

（1）计算上述反应的平衡常数：K＝         。

（2）加入足量NaHCO₃溶液也可实现该转化，写出离子方程式____________

（3）查阅文献：上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO₃·Pb(OH)₂]，它和PbCO₃受热都易分解成PbO。该课题组对固体产物(不考虑PbSO₄)的成分提出如下假设，

假设一：全部为2PbCO₃·Pb(OH)₂； 

假设二：全部为PbCO₃；

假设三：2PbCO₃·Pb(OH)₂ 和PbCO₃的混合物

为验证假设一是否成立，课题组进行如下研究。

实验步骤	实验现象和结论
取一定量样品充分干燥，然后将样品加热分解，将产生的气体依次通过盛有无水硫酸铜的干燥管和盛有澄清石灰水的洗气瓶。	无水硫酸铜变蓝色，澄清石灰水变浑浊 说明样品全部是2PbCO3·Pb(OH)2

①你是否同意该同学的结论，并简述理由                              。

②如果不同意，请提出改进意见___________________________

Answer

（1）K=1.2×105（2）2HCO3-+PbSO4=SO42-+PbCO3+H2O+CO2↑

（3）①不同意。若为假设三，有同样的现象。

②将气体依次通过足量的浓硫酸和澄清石灰水，并分别测量增重的质量，通过计算确定H元素和C元素的物质的量之比。若n(c):n(H)=1:1，则为假设一，若n(c):n(H)>1:1，则为假设三。

【解析】

试题分析：（1）根据平衡常数的表达式得：==1.2×105；（2） 根据沉淀转化的方程式: 2HCO3-+PbSO4=SO42-+PbCO3+H2O+CO2↑；（3） ①不同意。若为假设三，有同样的现象。②将气体依次通过足量的浓硫酸和澄清石灰水，并分别测量增重的质量，通过计算确定H元素和C元素的物质的量之比。若n(c):n(H)=1:1，则为假设一，若n(c):n(H)>1:1，则为假设三。

【考点定位】实验方案设计与评价

【名师点睛】本题考查实验探究，涉及化学平衡常数、平衡移动、产物的定性定量分析。主要考查同学们对设计实验方案及探究实验等知识点的掌握情况及学生对化学反应原理的掌握及运用相关知识对实验提出假设和设计实验方案的能力。该题中依据题干信息可知，PbSO4转在转化时能生成碳酸铅，也能生成碱式碳酸铅，故所得产物有三种可能情况：一是全部为碳酸铅，二是全部为碱式碳酸铅，三是两者都有；抓住每个成分的性质即可解答。