题目内容
【题目】已知:Pb的化合价只有+2、+4,且+4价的Pb具有强氧化性,能氧化浓HCl生成C12;PbO2不稳定,随温度升高按下列顺序逐步分解:PbO2→Pb2O3→Pb3O4→PbO。现将a mol PbO2加热分解,收集产生的O2;加热反应后所得固体中,Pb2+占Pb元素的物质的量分数为x;向加热后所得固体中加入足量的浓盐酸,收集产生的C12。两步反应中收集的O2和C12的物质的量之和为y mol。
试回答下列问题:
(1)Fe3O4可写成FeO·Fe2O3的形式,如果将Pb3O4也写成相对应的形式应为___________。
(2)试写Pb2O3与浓盐酸反应的化学方程式_________________________________。
(3)通过计算确定y与a、x的函数关系式___________________________。
【答案】(1)PbOPbO2;;(2)Pb2O3+6HCl(浓)=2PbCl2+Cl2↑+3H2O;(3)a(1-0.5x)mol
【解析】
试题分析:(1)Pb在化合物里显+2价或+4价,根据化合价代数和为零的原则写出Pb的两种氧化物形式为:PbO和PbO2,那么Pb2O3的氧化物的表示形式可以写成PbOPbO2;因此,本题正确答案是:PbOPbO2
(2)Pb2O3中Pb的化合价只有+2、+4,再根据化合价代数和等于零,求得Pb的总化合价为+3价,即可确定Pb2O3中有一个+4价、有一个+2价,且+4价的Pb具有强氧化性,能氧化浓盐酸生成Cl2,本身被还原成+2价Pb,生成PbCl2,根据元素守恒得反应物与生成物:Pb2O3+HCl(浓)=PbCl2+Cl2↑+H2O,根据化合价升降法配平该氧化还原反应,Pb2O3中一个+4价的Pb降低到+2价,降低2价;HCl(浓)中-1价的Cl上升到0价生成Cl2,上升1价*2,所以Pb2O3和Cl2前面的计量数都为1,根据原子守恒配平其它物质前计量数,得各物质前计量数为1、6、2、1、3,故方程式为Pb2O3+6HCl(浓)=2PbCl2+Cl2↑+3H2O;因此,本题正确答案是:Pb2O3+6HCl(浓)=2PbCl2+Cl2↑+3H2O;
(3)根据题意:a molPbO2分解所得混合物中n(Pb2+)=axmol、n(Pb4+)=(a-ax)mol.在反应过程中a molPbO2中+4价的Pb具有强氧化性作氧化剂,+4价的Pb最终全部降低为+2价,根据得失电子守恒:先加热分解生成O2,得n(O2)═2ax/4=ax/2 mol;后再与足量的浓盐酸反应生成Cl2,得n(Cl2)═(a-ax)mol*2/2=(a-ax)mol,则 y═n(O2)+n(Cl2)═ax/2 mol+(a-ax)mol=(a-ax/2)mol,因此,本题正确答案是:y═(a-ax/2)mol;