Question

四氧化三铅俗名“铅丹”或“红丹”，由于有氧化性被大量地用于油漆船舶和桥梁钢架防锈，其化学式可写为2PbO?PbO₂．欲测定某样品中四氧化三铅含量，进行如下操作：
①称取样品0.1000g，加还原性酸溶解，得到含Pb²⁺的溶液．
②在加热条件下用过量K₂Cr₂O₇将Pb²⁺沉淀为PbCrO₄，冷却后过滤洗涤沉淀．
③将PbCrO₄沉淀用酸溶液溶解（离子方程式为2PbCrO₄+2H⁺=2Pb²⁺+Cr₂O₇^2-+H₂O），
加入过量KI溶液，再用0.1000mol?L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定，到滴定终点时用去12.00mL（滴定过程中离子方程式为：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-）．
请回答：
（1）已知Pb的原子序数是82，请写出Pb位于周期表的第

 

周期

 

族．
（2）在PbCrO₄浊液中分别加入下列试剂，则发生的变化是：
①加入少量K₂CrO₄固体，则c（CrO₄^2-）

 

，c（Pb²⁺）

 

（填“增大”、“减小”）．
②加入少量酸，则Ksp（PbCrO₄）

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）写出步骤③中加入过量KI后溶液中发生反应的离子反应方程式

 

．
（4）用标准溶液滴定时所用的指示剂是

 

，滴定终点时的现象是

 

．
（5）试样中Pb₃O₄的质量分数=

 

．（Pb₃O₄的相对分子质量为685）

Answer 1

分析：（1）利用原子序数减各周期容纳的元素种数确定在周期表中的位置；
（2）依据平衡2PbCrO₄+2H⁺=2Pb²⁺+Cr₂O₇^2-+H₂O，结合平衡移动原理分析，①加入少量K₂CrO₄固体，依据溶度积常数可知，c（CrO₄^2-）增大，c（Pb²⁺）；②酸性增强，平衡向右移动，但溶度积常数与酸碱性无关；
（3）由题意可知，酸性条件下Cr₂O₇^2-氧化I^-为I₂，自身被还原为Cr³⁺，同时生成水；
（4）利用Na₂S₂O₃标准溶液确定生成的I₂，反应终点的指示剂选择淀粉，终点现象为蓝色刚好褪去且半分钟不变化；
（5）由方案可知，利用Na₂S₂O₃标准溶液确定生成的I₂，再根据方程式计算Pb²⁺的物质的量，进而计算Pb₃O₄的质量，确定Pb₃O₄的质量分数．

解答：解：（1）Pb的原子序数是82，则：82-2-8-8-18-18=28，故处于第六周期，第六周期第三列有15中元素，故处于28-14=14列，即处于第ⅣA族，故Pb处于第六周期第ⅣA族，故答案为：六；ⅣA；
（2）依据平衡2PbCrO₄+2H⁺=2Pb²⁺+Cr₂O₇^2-+H₂O，结合平衡移动原理可知，
①加入少量K₂CrO₄固体，依据溶度积常数可知，c（CrO₄^2-）增大，c（Pb²⁺）减小，故答案为：增大；减小；
②酸性增强，平衡向右移动，但溶度积常数与酸碱性无关，则K_sp（PbCrO₄）不变，故答案为：不变；
（3）由题意可知，酸性条件下Cr₂O₇^2-氧化I^-为I₂，自身被还原为Cr³⁺，同时生成水，反应离子方程式为Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O；
（4）由方案可知，利用Na₂S₂O₃标准溶液确定生成的I₂，再根据方程式计算Pb²⁺的物质的量，进而计算Pb₃O₄的质量，确定Pb₃O₄的质量分数，依据反应过程中的定量关系可知：Pb₃O₄的化学式可以写出2PbO?PbO₂，依据反应2PbCrO₄+2H⁺=2Pb²⁺+Cr₂O₇^2-+H₂O，Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-；得到定量关系为：

2

3

Pb₃O₄～

2

3

 2PbO?PbO₂～2Pb²⁺～Cr₂O₇^2-～6I^-～3I₂～6S₂O₃^2-，
      

2

3

                                             6
      n（Pb₃O₄）                                  0.1000mol?L^-1×0.012L
n（Pb₃O₄）=

0.0008

6

mol；
样品0.1000g中Pb₃O₄的质量分数=

0.0008 6 mol×685g/mol

0.1000g

×100%=91.3%，
故答案为：91.33%．

点评：本题考查了物质组成的实验设计方法和定量分析计算，注意过程中的反应定量关系分析是解题关键，题目难度中等．