题目内容
3.铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等.回答下列问题:(1)铅是碳的同族元素,比碳多4个电子层,则 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)瓦纽科夫法熔炼铅,其相关反应的热化学方程式如下:
2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g)△H=a kJ•mol-1
PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g)△H=b kJ•mol-1
PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g)△H=c kJ•mol-1
反应3PbS(s)+6O2(g)=3PbSO4(s)△H=2a+2b-3ckJ•mol-1(用含a,b,c的代数式表示).
(4)引爆导弹、核武器的工作电源通常Ca/PbSO4热电池,其装置如图1所示,该电池正极的电极反应式为PbSO4+2e-=SO42-+Pb.
(5)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如图2所示,已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%(即$\frac{样品起始质量-a点固体质量}{样品起始质量}$×100%)的残留固体,若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2•nPbO,则计算x=1.4和m:n=2:3.
分析 (1)元素非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强;
(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,说明二者反应生成氯气,同时生成氯化铅和水;
(3)根据盖斯定律书写目标热化学方程式;
(4)原电池电极反应方程式的书写,首先根据装置图,判断正负极,然后书写正极电极反应方程式;
(5)样品失重失去的为氧元素,根据原子守恒求O原子和Pb原子的比值.
解答 解:(1)C、Pb属于同一主族元素,元素非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,非金属性C>Pb,所以元素最高价氧化物的水化物酸性Pb的比C的酸性弱,故答案为:弱;
(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,说明二者反应生成氯气,同时生成氯化铅和水,反应方程式为PbO2+4HCl(浓)=PbCl2+Cl2↑+2H2O,
故答案为:PbO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbCl2+Cl2↑+2H2O;
(3)已知:①2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g)△H=a kJ•mol-1
②PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g)△H=b kJ•mol-1
③PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g)△H=c kJ•mol-1
将①×2+②×2-③×3可得反应3PbS(s)+6O2(g)=3PbSO4(s)
根据盖斯定律△H=2△H1+2△H2-3△H3=(2a+2b-3c)kJ•mol-1
故答案为:2a+2b-3c;
(4)根据装置图,判断正极为PbSO4发生还原反应,故答案为PbSO4+2e-=SO42-+Pb,故答案为:PbSO4+2e-=SO42-+Pb;
(5)若a点固体组成表示为PbOx,根据PbO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbOx+$\frac{2-x}{2}$O2↑,
$\frac{2-x}{2}$×32=239×4.0%,x=1.4;
若组成为mPbO2•nPbO,根据原子守恒得,O原子和Pb原子的比值=$\frac{2m+n}{m+n}$=1.4,得m:n=2:3,
故答案为:1.4;2:3.
点评 本题考查碳族元素性质,题目难度中等,涉及盖斯定律的应用、离子反应、电解原理等知识点,注意(3)中阳极、阴极电极反应式的书写,注意(4)中的计算,为易错点.
| A. | 1个 | B. | 2个 | C. | 3个 | D. | 4个 |
| A. | 定容容器中通入惰性气体 | B. | 增大压强 | ||
| C. | 升温 | D. | 加入催化剂 |
| A. | MgB | B. | MgB2 | C. | Mg2B | D. | MgB6 |
| A. | 原子半径:Y>Z>X | |
| B. | 若Y的氧化物为两性氧化物,则Z的一种单质在空气中易自燃 | |
| C. | 若X的气态氢化物与Z的最高价氧化物的水化物能反应,则生成的盐仅有一种 | |
| D. | 若Y与Z的核电荷数之和为X的4倍,则X、Y、Z的氢化物分子的立体构型分别为:V形,三角锥形,直线形 |