Question

水體中重金屬鉛的污染問題備受關(guān)注．已知水中鉛的存在形態(tài)主要有Pb²⁺、Pb（OH）⁺、Pb（OH）₂、Pb（OH）₃^-、Pb（OH）₄^2-，其中Pb（OH）₂是沉淀．各形態(tài)鉛的物質(zhì)的量的分數(shù)α隨溶液pH變化的關(guān)系如圖所示：

（1）Pb（NO₃）₂溶液中，

c(Pb2+)

c(NO3-)

 

 

1

2

（選填“＞”、“=”、“＜”）．
（2）向Pb（NO₃）₂溶液中滴加NaOH溶液，溶液變渾濁，在pH約為

 

 時生成沉淀最多，繼續(xù)滴加NaOH溶液，混合體系又逐漸變澄清．pH≥13時，混合體系中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）水中鉛含量檢測：
①配制Pb²⁺濃度為1.0mg/mL的標準溶液100mL．稱取

 

mg高純Pb（NO₃）₂，用10mL 質(zhì)量分數(shù)為1%的硝酸溶解后，加水制成100mL溶液．配制過程中必須用到的定量儀器為

 

（選填編號）．
a．容量瓶     b．精確度為0.001g的電子天平     c．精確度為0.1mg的電子天平
②將上述溶液稀釋為濃度分別為0.2、1.0、3.0、5.0、7.0、10.0（單位：mg/L）的溶液．稀釋時需先加硝酸，然后再加水，這樣操作的原因是

 

．
③向步驟②配制的各濃度溶液中加入顯色劑后，分別測定不同濃度溶液對光的吸收程度，并將測定結(jié)果繪制成曲線如下．

④取某工廠的未經(jīng)處理的廢水水樣10mL，稀釋至100mL，按步驟③的方法進行測定，兩次測定所得的吸光度數(shù)據(jù)分別為0.490、0.510，則該工廠廢水中所含Pb²⁺濃度為

 

mg/L．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)水中鉛的存在形態(tài)主要有Pb²⁺、Pb（OH）⁺、Pb（OH）₂（在水中溶解度小）、Pb（OH）₃^-、Pb（OH）₄^2-來分析；
（2）由圖可以看出，pH=10時結(jié)合曲線3可知沉淀最多，為Pb（OH）₂沉淀，繼續(xù)加氫氧化鈉，由曲線4、5可知，pH=13時發(fā)生Pb（OH）₃^-轉(zhuǎn)化為Pb（OH）₄^2-的離子反應(yīng)；
（3）①依據(jù)配制溶液濃度和體積計算溶質(zhì)物質(zhì)的量，結(jié)合摩爾質(zhì)量計算所需溶質(zhì)固體質(zhì)量，根據(jù)配制溶液所需要的精確度和步驟選擇需要的儀器；
②Pb²⁺在水溶液中水解，加入硝酸抑制水解；
④依據(jù)吸光度計算得到到平均值，分析圖象得到Pb²⁺的濃度．

解答：解：（1）因Pb在溶液中有多種存在形態(tài)，則Pb（NO₃）₂溶液中，c（Pb²⁺）/c（NO₃^-）＜

1

2

，
故答案為：＜；
（2）由圖中的曲線3可知，pH=10時生成沉淀最多，繼續(xù)加氫氧化鈉，由曲線4、5可知，pH=13時發(fā)生Pb（OH）₃^-轉(zhuǎn)化為Pb（OH）₄^2-的離子反應(yīng)，離子反應(yīng)為Pb（OH）₃^-+OH^-═Pb（OH）₄^2-，
故答案為：10；Pb（OH）₃^-+OH^-═Pb（OH）₄^2-；
（3）①配制Pb²⁺濃度為1.0mg/mL的標準溶液100mL，需要溶質(zhì)Pb（NO₃）₂物質(zhì)質(zhì)量為：

1.0mg/ml×100ml×10-3g/mg

207g/mol

×331g/mol=0.1599g=159.9mg；
配制過程中必須用到的定量儀器：稱量159.9mg，需要精確度為0.1mg的天平，配制100mL溶液需要100mL容量瓶；
故答案為：159.9mg、ac；    
②Pb²⁺在水溶液中水解，稀釋時需先加硝酸，然后再加水，這樣操作的原因是抑制Pb²⁺在水溶液中的水解；
故答案為：抑制Pb²⁺水解；     
④按步驟③的方法進行測定，兩次測定所得的吸光度數(shù)據(jù)分別為0.490、0.510，平均為

0.490+0.510

2

=0.500，依據(jù)圖象可知100mL溶液中Pb²⁺的濃度為7mg/L，所以原10mL溶液中Pb²⁺的濃度為70mg/L，
故答案為：70．

點評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的探究實驗分析判斷，圖象分析，溶液配制的步驟理解，難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡的計算應(yīng)用，題目難度中等．