Question

8．（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六周期．第ⅣA族；PbO₂的酸性比CO₂的酸性弱（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PbO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（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PbO+ClO^-=PbO₂+Cl^-；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Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂↓+4H⁺，阴极上观察到的现象是石墨上红色物质析出；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Pb²⁺的利用率降低．
（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PbO_x或mPbO₂•nPbO，列式计算x值和m：n值2：3．

Answer 1

分析 （1）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层，铅位于第六周期ⅣA族；非金属性越强酸性越强；
（2）PbO₂与浓盐酸共热生成黄绿色气体，说明生成氯气，还应生成PbCl₂与水；
（3）PbO₂可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，据此可知，PbO与ClO^-反应得到PbO₂，同时生成Cl^-；
阳极上Pb²⁺失去电子，得到PbO₂，需要水参与反应，同时生成氢离子，阴极上，Cu²⁺获得电子生成Cu，附着在石墨电极上；
若电解液中不加入Cu（NO₃）₂，阴极上Pb²⁺获得电子生成Pb，Pb²⁺生成PbO₂的利用率降低；
（4）若a点固体组成表示为PbO_x，根据PbO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbO_x+$\frac{2-x}{2}$O₂↑列方程计算x的值；若组成表示为mPbO₂•nPbO，则O原子与Pb原子的比值为x，据此计算解答．

解答 解：（1）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层，铅位于第六周期ⅣA族；非金属性C＞Pb，故PbO₂的酸性比CO₂的酸性弱，
故答案为：六、ⅣA；弱；
（2）PbO₂与浓盐酸共热生成黄绿色气体，说明生成氯气，还应生成PbCl₂与水，反应方程式为：PbO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：PbO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）PbO₂可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，据此可知，PbO与ClO^-反应得到PbO₂，同时生成Cl^-，反应离子方程式为：PbO+ClO^-=PbO₂+Cl^-；
阳极上Pb²⁺失去电子，得到PbO₂，需要水参与反应，同时生成氢离子，电极反应式为：Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂↓+4H⁺，阴极上，Cu²⁺获得电子生成Cu，附着在石墨电极上，即石墨上红色物质析出；
若电解液中不加入Cu（NO₃）₂，阴极上Pb²⁺获得电子生成Pb，阴极电极反应式为：Pb²⁺+2e^-=Pb↓，Pb²⁺的利用率降低；
故答案为：PbO+ClO^-=PbO₂+Cl^-；Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂↓+4H⁺；石墨上红色物质析出；Pb²⁺+2e^-=Pb↓；Pb²⁺的利用率降低；
（4）若a点固体组成表示为PbO_x，根据PbO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbO_x+$\frac{2-x}{2}$O₂↑有：$\frac{2-x}{2}$×32=239×4.0%，解得x=1.4，
若组成表示为mPbO₂•nPbO，则O原子与Pb原子的比值为x，则$\frac{2m+n}{m+n}$=1.4，整理得m：n=2：3，
故答案为：x=1.4；m：n=2：3．

点评 题目比较综合，涉及元素周期表与元素周期律、常用化学用语、电解原理、根据方程式计算等，题目素材基本取自教材以外，是对学生综合能力考查，（3）中电解液中不加入Cu（NO₃）₂时阴极反应为易错点，掌握离子放电顺序是关键，（4）中注意根据方程式计算，题目难度中等．