硫酸铅(PbSO 4 )广泛应用于制造蓄电池、白色颜料等。利用锌冶炼过程中的铅浮渣生产PbSO 4 的流程如下：

Question

硫酸铅(PbSO 4 )广泛应用于制造蓄电池、白色颜料等。利用锌冶炼过程中的铅浮渣生产PbSO 4 的流程如下： 已知铅浮渣的主要成分是PbO、Pb，还含有少量Ag、Zn、CaO和其他不溶于硝酸的杂质。25℃时，K sp (CaSO 4 )=4.9x10 -5 ，K sp (PbSO 4 )=1.6xl0 －8 。（1）已知步骤I有NO气体产生，浸出液中含量最多的阳离子是Pb 2+ 。分别写出PbO、Pb参加反应的化学方程式 。（2）步骤I需控制硝酸的用量并使Pb稍有剩佘，目的是 。（3）母液可循环利用于步骤I，其溶质主要是 (填一种物质化学式），若母液中残留的SO 4 2－ 过多，循环利用时可能出现的问题是 。（4）产品PbSO 4 还需用Pb(NO 3 ) 2 溶液多次洗涤，目的是除去 。（5）铅蓄电池的电解液是硫酸，充电后两个电极上沉积的PbSO 4 分别转化为PbO 2 和Pb，充电时阴极的电极反应式为 。

Answer 1

（1）PbO＋2HNO 3 =Pb(NO 3 ) 2 ＋H 2 O   (2分)    3Pb＋8HNO 3 =3Pb(NO 3 ) 2 ＋2NO↑＋4H 2 O   (3分) （2）防止Ag被溶解进入溶液  (或使Ag留在浸出渣中)(2分) （3）HNO 3  (2分)  浸出时部分铅离子生成PbSO 4 随浸出渣排出，降低PbSO 4 的产率 (2分) （4）CaSO 4 杂质  (2分) （5）)PbSO 4 ＋2e － =Pb＋SO 4 2 －   (2分)

试题分析：（1）写方程式时注意，Pb的二价稳定，Pb与HNO 3 发生氧化还原反应生成NO。 （2）Pb过量可将溶解的Ag置换出来，防止Ag + 进入溶液。 （3）母液循环利用，第一步需要加入HNO 3 ，因此母液中溶质主要是HNO 3 。根据题意PbSO 4 难溶于水，若硫酸根过多，则会使部分Pb生成PbSO 4 随浸出渣排出，产率降低。 （4）产品中含有的主要杂质是CaSO 4 ，根据沉淀转化原理，加入Pb(NO 3 ) 2 溶液可使CaSO 4 转化为Ca（NO 3 ） 2 ，除去杂质。 （5）根据铅蓄电池原理，负极的Pb充电时接电源负极，成为电解池的阴极，因此阴极的反应式为PbSO 4 ＋2e － ＝Pb＋SO 4 2 － 。