Question

（13分）某研究性學習小組利用廢舊鉛蓄電池陰、陽極填充物------鉛膏（含PbO、PbO₂、PbSO₄）制備電絕緣材料三鹽基硫酸鉛（3PbO?PbSO₄?H₂O），進行資源回收研究，設計實驗流程如下：

（1）步驟①鉛膏中PbSO₄與Na₂CO₃溶液反應轉化為PbCO₃，說明溶解度：PbSO₄       （填“＞”或“＜”）PbCO₃。
（2）步驟①中PbO₂轉化為PbCO₃的離子方程式是（請配平此離子方程式）：

（3）將步驟①和④的濾液合并，加入          PH＝7，再經過         、冷卻結晶、
          、洗滌、干燥，可獲得Na₂SO₄?10H₂O晶體。
（4）若鉛膏的質量為78g，步驟①中PbO₂和PbSO₄全部轉化為PbCO₃，且PbO未發生反應；步驟②中共收集到5.6LCO₂(標準狀態)，步驟③中獲得90.9 g PbSO₄,則鉛膏中PbO的質量分數為            （假設流程中原料無損失）。

Answer 1

（1）＞；（2）1,1,1,1，H₂O，1,1,2；（3）H₂SO₄；蒸發濃縮；過濾；（4）14.3%。

解析試題分析：（1）步驟①鉛膏中PbSO₄與Na₂CO₃溶液反應轉化為PbCO₃，說明PbSO₄的溶解度大于PbCO₃；（2）在步驟①中PbO₂轉化為PbCO₃的反應是氧化還原反應，所以根據電荷守恒、原子守恒可得離子方程式是PbO₂＋SO₃^2－＋CO₃^2－＋H₂O= PbCO₃↓＋SO₄^2－＋2OH^－。（3）將步驟①和④的濾液合并，加入H₂SO₄調整溶液的酸堿性PH＝7，再經過蒸發濃縮；冷卻結晶、過濾，洗滌、干燥，可獲得Na₂SO₄?10H₂O晶體。（4）若鉛膏的質量為78g，步驟①中PbO₂和PbSO₄全部轉化為PbCO₃，且PbO未發生反應；步驟②中共收集到5.6LCO₂(標準狀態)，則根據Pb守恒可知PbO₂和PbSO₄的物質的量是5.6L÷22.4L/mol=0.25mol步驟③中獲得90.9 g PbSO₄,n(PbSO₄)=" 90.9" g÷303g/mol=0.3mol,其中由PbO產生的PbSO₄是物質的量是0.3mol-0.25mol=0.05mol則鉛膏中PbO的質量分數為(0.05mol×223g/mol÷78g)×100%=14.3%。
考點：考查物質的制取過程中的反應原理的知識。包括物質的溶解度大小的比較、離子方程式的配平、混合物的分離方法、物質純度的計算等知識。