Question

【题目】PbO2是一种棕黑色粉末，难溶于水，可用作强氧化剂和电极制造等。实验室由Ca(ClO)2溶液氧化碱性Pb(OH)2法制备PbO2的步骤如下：

2Pb(CH3COO)2+4NaOH+Ca(ClO)2=2PbO2↓+4CH3COONa+CaCl2+2H2O

（1）“氧化”过程中，反应液的pH____（填“变大”“变小”或“不变”）。

（2）“硝酸洗”时，被溶解的含铅杂质可能是____________（填化学式）。

（3）产品定性检验：向Mn(NO3)2的HNO3溶液中加入少量产品，搅拌并水浴微热，溶液变紫色，说明含有PbO2。该反应的离子方程式为____（PbO2被还原为Pb2+）。

（4）为测定产品（只含PbO2和PbO）中PbO2、PbO的物质的量之比，称取产品0.5194g， 加入20.00mL0.2500mol·L－1H2C2O4溶液（PbO2还原为Pb2+）搅拌使其充分反应，然后用氨水中和，过滤、洗涤除去PbC2O4，滤液酸化后用0.0400mol·L－1KMnO4标准溶液滴定至终点（MnO还原为Mn2+，H2C2O4被氧化为CO2），消耗标准溶液10.00mL。计算产品中n(PbO2) 与n(PbO) 物质的量之比（写出计算过程）____________。

Answer 1

【答案】变小 Pb(OH)2 2Mn2++5PbO2+4H+=2MnO4-+5Pb2++2H2O 9:2

【解析】

根据流程可知，醋酸铅与Ca(ClO)2在碱性环境下，发生氧化还原反应，生成PbO2固体和醋酸钠溶液，过滤后得到二氧化铅，由于氢氧化钠与醋酸铅也可反应生成氢氧化铅，因此二氧化铅中含有杂质氢氧化铅，硝酸洗、水洗、干燥得到产品，据此进行分析。

（1）根据2Pb(CH3COO)2+4NaOH+Ca(ClO)2=2PbO2↓+4CH3COONa+CaCl2+2H2O反应可知，反应过程中不断消耗碱，碱性减弱，“氧化”过程中，反应液的pH变小；

故答案是：变小；

（2）醋酸铅也可和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铅沉淀；“氧化”制得的PbO2可能含有的含铅杂质化学式是Pb(OH)2；所以“硝酸洗”时，被溶解的含铅杂质可能是Pb(OH)2；

答案是：Pb(OH)2；

（3）根据题给信息可知，反应后的紫色溶液为MnO4-，因此Mn(NO3)2的HNO3溶液与PbO2反应的离子方程式为：2Mn2++5PbO2+4H+=2MnO4-+5Pb2++2H2O；

故答案是：2Mn2++5PbO2+4H+=2MnO4-+5Pb2++2H2O；

（4）上述过程发生的反应有：6H++2MnO4-+5H2C2O4=10CO2↑+2Mn2++8H2O；PbO2+2 H2C2O4=PbC2O4+2CO2+2H2O；PbO+ H2C2O4=PbC2O4+H2O；根据反应关系可知，与高锰酸钾溶液反应的n（H2C2O4）=2.5×0.04×10×10-3=1×10-3mol；与PbO2、PbO反应的n（H2C2O4）=0.25×20×10-3-1×10-3=4×10-3mol；2n（PbO2）+n（PbO）=4×10-3mol；239g/mol×n（PbO2）+223 g/mol×n（PbO）=0.5194g，n（PbO2）=1.8×10-3mol；n（PbO）=4×10-4mol；所以产品中n(PbO2) 与n(PbO) 物质的量之比1.8×10-3mol：4×10-4mol=9:2；

故答案是：9:2。