Question

工業(yè)上從廢鉛蓄電池的鉛膏回收鉛的過程中，可用碳酸鹽溶液與處理后的鉛膏(主要成分為PbSO₄)發(fā)生反應(yīng)：PbSO₄(s)＋CO₃^2－(aq)PbCO₃(s)＋SO₄^2－(aq)。某課題組用PbSO₄為原料模擬該過程，探究上述反應(yīng)的實驗條件及固體產(chǎn)物的成分。

（1）上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式：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(xiàn)上述轉(zhuǎn)化。在               溶液中PbSO₄轉(zhuǎn)化率較大，理由是

                                                                              

（3）查閱文獻：上述反應(yīng)還可能生成堿式碳酸鉛[2PbCO₃·Pb(OH)₂]，它和PbCO₃受熱都易分解生成PbO。該課題組對固體產(chǎn)物（不考慮PbSO₄）的成分提出如下假設(shè)。請你完成假設(shè)二和假設(shè)三：

    假設(shè)一：全部為PbCO₃；

    假設(shè)二：                                              ；

    假設(shè)三：                                              。

（4）為驗證假設(shè)一是否成立，課題組進行如下研究：

     ①定性研究：請你完成下表中內(nèi)容

實驗步驟(不要求寫出具體操作過程）	預(yù)期的實驗現(xiàn)象和結(jié)論
取一定量樣品充分干燥，

②定量研究：取26.7 mg的干燥樣品，加熱，測  

得固體質(zhì)量隨溫度的變化關(guān)系如下圖。某同學(xué)

由圖中信息得出結(jié)論：假設(shè)一不成立。你是否

同意該同學(xué)的結(jié)論，并簡述理由：        

                                          

Answer 1

【知識點】化學(xué)平衡常數(shù)、平衡移動、實驗探究  G4  H5  J4

【答案解析】（1）；（2）Na₂CO₃，Na₂CO₃溶液中的C(CO₃^2-)大

（3）全部為2PbCO₃.Pb(OH)₂   PbCO₃和2PbCO₃.Pb(OH)₂

（4）①

實驗步驟（不要求寫具體操作過程）	預(yù)期的實驗現(xiàn)象及結(jié)論
充分加熱樣品，將產(chǎn)生的氣體通入盛有無水硫酸銅的干燥管	若無水硫酸銅不變藍，則假設(shè)一成立； 若無水硫酸銅變藍，則假設(shè)一不成立；

② 同意，若全部為PbCO₃時，26.7mg完全分解后最終固體質(zhì)量為22.3mg。（或不同意，實驗最終固體的質(zhì)量與全部為PbCO₃分解所得固體質(zhì)量相差不大，可能是實驗過程中產(chǎn)生的誤差引起的。）

解析：（1）根據(jù)平衡常數(shù)的表達式得：

（2）根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化的方程式:PbSO₄(s)＋CO₃^2－(aq)PbCO₃(s)＋SO₄^2－   ，可知增大碳酸根濃度可以使平衡向右移動，Na₂CO₃溶液中的C(CO₃^2-)大，所以在Na₂CO₃溶液中PbSO₄轉(zhuǎn)化率較大。

（3）根據(jù)文獻資料，上述反應(yīng)還可能生成堿式碳酸鉛[2PbCO₃·Pb(OH)₂]，結(jié)合假設(shè)一，即可知道其他可能的情況。

（4）為驗證假設(shè)一是否成立，也就是依據(jù)它與假設(shè)二三受熱分解產(chǎn)物的不同之處（沒有水生成）進行解答。

【思路點撥】本題考查了實驗探究，涉及化學(xué)平衡常數(shù)、平衡移動、產(chǎn)物的定性定量分析。提出假設(shè)就是列舉所有可能的情況。