Question

3．Ⅰ．铅的冶炼有很多种方法．
（1）瓦纽科夫法熔炼铅，其相关反应的热化学方程式如下：
①2PbS（s）+3O₂（g）=2PbO（s）+2SO₂（g）△H₁=a kJ•mol^-1
②PbS（s）+2PbO（s）=3Pb（s）+SO₂（g）△H₂=b kJ•mol^-1
③PbS（s）+PbSO₄（s）=2Pb（s）+2SO₂（g）△H₃=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）．
（2）还原法炼铅，包含反应PbO（s）+CO（g）?Pb（s）+CO₂（g）△H，该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表

温度/℃	300	727	1227
1gK	6.17	2.87	1.24

①该反应的△H＜0（选填“＞”、“＜”或“=”）．
②当1gK=1，在恒容密闭容器中放入足量的PbO并通入CO，达平衡时，混合气体中CO的体积分数为9.1%（保留两位有效数字）；若平衡后再向容器中充入一定量的CO气体，平衡向正向（填“正向”、“逆向”或“不”）移动，再次达到平衡时，CO的转化率不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．
Ⅱ．PbI₂可用于人工降雨，可用滴定方法测出PbI₂的K_sp．
（3）取一定量的PbI₂固体，用蒸馏水配制成饱和溶液，准确移取25.00mL PbI₂饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH⁺（发生：2RH⁺+PbI₂=R₂Pb+2H⁺+2I^-），用锥形瓶接收流出液，最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性，将洗涤液一并转入锥形瓶中（如图）．加入酚酞指示剂，用0.0025mol•L^-1NaOH溶液滴定，当达到滴定终点时，用去氢氧化钠溶液20.00mL．确定到滴定终点时锥形瓶中现象为滴入最后一滴NaOH溶液，溶液由无色变为浅红（粉红或红）色且半分钟不变，计算PbI₂的K_sp为4×10^-9．

Answer 1

分析 （1）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）的反应热；
（2））①利用lgK与K是增比例函数，温度越高K值越小，说明正反应是放热反应．
②当lgK=1，则K=10，根据平衡常数表达式求出混合气体中CO的体积分数；平衡后再向容器中充入一定量的CO气体，反应物浓度增大，平衡正向移动，但反应物、生成物气体只有一种，平衡常数不变，则转化率不变；
（3）根据酚酞的变色范围判断滴定终点，要计算出t℃时PbI₂ Ksp，求溶液中c（Pb²⁺）\c（I^-）的值，然后根据公式求出结果．

解答 解：（1）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；
（2）①利用lgK与K是增比例函数，温度越高K值越小，说明正反应是放热反应，故答案为：＜；
②lgK=1，则K=10，在PbO（s）+CO（g）?Pb（s）+CO₂（g）中设起始通入CO的amol/L，达平衡时转化的量为xmol/L，平衡时CO的（a-x）mol/L，CO₂的浓度为xmol/L，则K=$\frac{a}{a-x}$=10，得$\frac{x}{a}$=9.1%，平衡后再向容器中充入一定量的CO气体，反应物浓度增大，平衡正向移动，但反应物、生成物气体只有一种，平衡常数不变，则转化率不变，
故答案为：9.1%； 正向；不变；
（3）为酸碱中和反应，滴定终点，滴入最后一滴NaOH溶液，溶液由无色变为浅红（粉红或红）色且半分钟不变，滴定过程中消耗的OH^-，即为阳离子交换出的H⁺，c（H⁺）=0.0025mol•L^-1×20.00mL÷25.00mL=2×10^-3mol•L-1，由2RH⁺+PbI₂=R₂Pb+2H⁺+2I可知c（H⁺）=c（I^-），而c（Pb²⁺）=c（I^-）×$\frac{1}{2}$2=10^-3，所以K_Sp（PbI₂）=c（Pb²⁺）×c（I^-）²=10^-3×（2×10^-3）²=4×10^-9，
故答案为：滴入最后一滴NaOH溶液，溶液由无色变为浅红（粉红或红）色且半分钟不变； 4×10^-9．

点评 本题考查较为综合，为高考常见题型和高频考点，题目涉及盖斯定律的运用、平衡移动、化学平衡常数等，难度中等，是对学生综合能力的考查．