题目内容
(15分)(1)铅是碳的同族元素,比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第 周期.第 族;PbO2的酸性比CO2的酸性 (填“强”或“弱”)。
(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为 。
(3)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为 ;PbO2也可以通过石墨为电极,Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生反应的电极反应式为 ,阴极上观察到的现象是 ;若电解液中不加入Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式为 ,这样做的主要缺点是 。
(4)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示,已知失重曲线上的a点为样品失重的4.0%(即样品起始质量—a点固体质量/样品起始质量×100%)的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2 ·nPbO,列式计算x值和m:n值 。
(1)六 ⅣA 弱
(2)PbO2+4HCl(浓) △PbCl2+Cl2↑+2H2O
(3)PbO+ClO- PbO2+Cl- Pb2++2H2O—2e- PbO2↓+4H+
石墨上包上铜镀层 Pb2++2e- Pb↓ 不能有效利用Pb2+
(4)根据PbO2△PbOx+(2—x/2)O2↑,有(2—x/2)×32=239×4.0%,x=2—(239×4.0%/16)=1.4,根据mPbO2 ·nPbO,2m+n/m+n=1.4,m:n=2/3。
解析试题分析:(1)根据题给信息知,铅是碳的同族元素,比碳多4个电子层,碳位于第二周期,则铅在元素周期表的位置为第六周期、第ⅣA族;根据同主族元素性质递变规律判断,PbO2的酸性比CO2的酸性弱。(2)根据题意知,PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体氯气,迁移二氧化锰与浓盐酸的反应知,反应的化学方程式为PbO2+4HCl(浓) △PbCl2+Cl2↑+2H2O。(3)根据题给信息知,PbO与次氯酸钠溶液反应生成PbO2和氯化钠,反应的离子方程式为PbO+ClO- PbO2+Cl-;根据题给信息知,电解池阳极发生氧化反应,即Pb2+失电子被氧化生成PbO2,电极反应式为Pb2++2H2O—2e- PbO2↓+4H+,阴极上发生还原反应,电极反应式为:Cu2++2e- Cu↓,观察到的现象是石墨上包上铜镀层;若电解液中不加入Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式为Pb2++2e- Pb↓,这样做的主要缺点是不能有效利用Pb2+。(4)根据题给信息知,PbO2在加热过程发生的反应为PbO2△PbOx+(2—x/2)O2↑,则有(2—x/2)×32=239×4.0%,x=2—(239×4.0%/16)=1.4,根据mPbO2 ·nPbO,2m+n/m+n=1.4,m:n=2/3。
考点:考查元素周期表、元素周期律,根据信息书写方程式,电解原理的应用,与化学反应相关的图像及计算。
(14分)为回收利用废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,主要流程如下:
部分含钒物质在水中的溶解性如下:
物质 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 可溶 | 难溶 | 难溶 | 易溶 |
⑴工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法,写出该反应的化学方程式 。
⑵图中所示滤液中含钒的主要成分为 (写化学式)。
⑶该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一,该步反应的离子方程式 ;沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度。根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为 、 。
⑷用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液,以测定反应②后溶液中含钒量,完成反应的离子方程式为□VO2++□H2C2O4+□_____=□VO2++□CO2↑+□H2O。
⑸全矾液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液,电池的工作原理为VO2++V2++2H+ VO2++H2O+V3+,电池充电时阳极的电极反应式为 。
利用生活中常见的材料可以进行很多科学实验,甚至制作出一些有实际应用价值的装置来,如图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图。当电池工作时,有关说法正确的是( )
A.铝罐将逐渐被腐蚀 |
B.碳粒和炭棒上发生的反应为:O2+4e-=2O2- |
C.炭棒应与玩具电机的负极相连 |
D.该电池工作一段时间后炭棒和碳粒的质量会减轻 |