Question

5．廢鉛蓄電池量急速增加所引起的鉛污染日益嚴重．工業(yè)上從廢鉛蓄電池的鉛膏回收鉛的工藝流程如下：
已知：K_sp（PbSO₄）=1.6×10^-5，Ksp（PbCO₃）=3.3×10^-14．
回答下列問題：
（1）寫出步驟①中PbSO₄轉化為PbCO₃過程的平衡常數表達式K=$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$．為提高步驟①的反應速率和鉛浸出率，你認為可采取的兩條措施是充分攪拌、適當升高溫度或增大碳酸鈉和亞硫酸鈉的濃度．
（2）寫出步驟②證明已經洗滌干凈的實驗操作方法取少許最后一次洗滌液于試管中，滴入過量鹽酸后，再滴入少量氯化鋇溶液，若無沉淀產生，則證明已經洗滌干凈．步驟③從母液可獲得副產品為NaOH、Na₂SO₄．寫出步驟④用惰性電極電解的陰極反應式Pb²⁺+2e^-=Pb．

Answer 1

分析 （1）根據轉化：PbSO₄（s）+CO₃^2-（aq）?PbCO₃（s）+SO₄^2-（aq）結合平衡常數概念來書寫平衡常數表達式；根據影響反應速率的因素結合實際來回答；
（2）步驟②證明已經洗滌干凈只要證明其中不含有硫酸根離子即可；電解池的陰極上發(fā)生得電子的還原反應．

解答 解：（1）反應平衡常數是用各反應物和生成物濃度計算表示，固體和純液體的濃度是定值不出現在表達式中，則平衡常數為：K=$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$；

為了加快反應速率和鉛浸出率，可以采取措施有：充分攪拌、適當升高溫度、增大碳酸鈉和亞硫酸鈉的濃度，
故答案為：$\frac{c（S{{O}_{4}}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$；充分攪拌、適當升高溫度或增大碳酸鈉和亞硫酸鈉的濃度（任寫兩點）；
（2）步驟②證明已經洗滌干凈只要證明其中不含有硫酸根離子即可，可以用氯化鋇來檢驗，根據流程圖，結合發(fā)生反應：PbO₂+Na₂SO₃+Na₂CO₃+H₂O=PbCO₃↓+Na₂SO₄+2NaOH，所以從母液可獲得副產品為NaOH、Na₂SO₄，電解池的陰極上是鉛離子發(fā)生得電子的還原反應：Pb²⁺+2e^-=Pb，
故答案為：取少許最后一次洗滌液于試管中，滴入過量鹽酸后，再滴入少量氯化鋇溶液，若無沉淀產生，則證明已經洗滌干凈；NaOH、Na₂SO₄；Pb²⁺+2e^-=Pb．

點評 本題考查了金屬的回收及環(huán)境保護，題目難度中等，明確實驗目的及反應原理為解答關鍵，注意掌握影響化學反應速率的因素及電解原理，試題側重考查學生的分析、理解能力及化學實驗能力．