Question

分廢舊鉛蓄電池的回收利用是發展循環經濟的必經之路。其陰、陽極填充物(鉛膏，主要含PbO、PbO₂、PbSO₄)是廢舊鉛蓄電池的主要部分，回收時所得黃丹(PbO)、碳酸鉛可用于合成三鹽基硫酸鉛(組成可表示為3PbO·PbSO₄·H₂O)，其工藝流程如下：

（1）用碳酸鹽作轉化劑，將鉛膏中的硫酸鉛轉化為碳酸鉛，轉化反應式如下：
PbSO₄(s)＋CO (aq)PbCO₃(s)＋SO₄^2-(aq)
①下列說法錯誤的是：___________________。
A．PbSO₄的K_sp比PbCO₃的K_sp大
B．該反應平衡時，c(CO)＝c(SO₄^2-)
C．該反應的平衡常數K＝ 
②室溫時，向兩份相同的PbSO₄樣品中分別加入同體積、同濃度的Na₂CO₃和NaHCO₃溶液均可實現上述轉化，在_________溶液中PbSO₄轉化率較大，理由是_________。
（2）濾液A能用來回收Na₂SO₄·10H₂O，提取該晶體的主要步驟有____________、___________、過濾、洗滌、干燥；檢驗該晶體中陰離子的實驗方法是______________。
（3）物質X是一種可循環使用的物質，其溶質主要是______________(填化學式)，若X中殘留的SO過，循環利用時可能出現的問題是__________________。
（4）生成三鹽基硫酸鉛的離子方程式為____________________。
（5）向鉛膏漿液中加入Na₂SO₃溶液的目的是將其中的PbO₂還原為PbO。若實驗中所取鉛膏的質量為47.8g，其中PbO₂的質量分數為15％，則要將PbO₂全部還原，至少需要加入__________mL的0.5 mol·L^-1 Na₂SO₃溶液。

Answer 1

（1） ①B(2分)  ②Na₂CO₃(1分)；相同濃度的Na₂CO₃和NaHCO₃溶液中，前者c(CO₃^2－)較大 (1分)
（2）蒸發濃縮(1分)、冷卻結晶(1分)   取少量晶體溶于蒸餾水，然后用鹽酸酸化，再滴BaCl₂溶液,若出現白色沉淀，即證明該晶體中含有SO₄^2- (2分)
（3）HNO₃(1分)浸出時部分鉛離子生成PbSO₄隨浸出渣排出，降低PbSO₄的產率(2分)
（4）4 PbSO₄ + 6OH^- ="3" PbO·PbSO₄·H₂O + 3 SO₄^2- + 2 H₂O   (2分)  
（5） 60(2分)

試題分析：（1） ①對于PbSO₄(s)＋CO(aq)PbCO₃(s)＋SO₄^2-(aq)可知：
反應的平衡常數
根據轉化關系可知PbSO₄的K_sp比PbCO₃的K_sp大，A正確；當K=1，平衡時才有c(CO)＝c(SO₄^2-)，B不正確；C正確。
②室溫時，向兩份相同的PbSO₄樣品中分別加入同體積、同濃度的Na₂CO₃和NaHCO₃溶液均可實現上述轉化，前者c(CO₃^2－)較大， PbSO₄轉化率較大。
（2）濾液A能用來回收Na₂SO₄·10H₂O，提取該晶體的主要步驟有干燥蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌；檢驗該晶體中SO₄^2-的實驗方法是取少量晶體溶于蒸餾水，然后用鹽酸酸化，再滴BaCl₂溶液,若出現白色沉淀，即證明該晶體中含有SO₄^2-。
（3）可循環使用的物質HNO₃；若HNO₃中殘留的SO₄^2-過多，循環利用時可能出現的問題是浸出時部分鉛離子生成PbSO₄隨浸出渣排出，降低PbSO₄的產率；
（5）由于：Na₂SO₃+PbO₂===PbO+ Na₂SO₄可知：n(Na₂SO₃)=n(PbO₂)= =0.03mol，故需要加入60mL的0.5 mol·L^-1 Na₂SO₃溶液。