Question

铅及其化合物可用于蓄电池，耐酸设备及X射线防护等．回答下列问题：
（1）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层，铅在周期表的位置为

 

周期，第

 

族：非金属氧化物的水化物酸性Pb比C的

 

（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

 

（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

 

：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．阳极发生的电极反应式

 

，阴极观察到的现象是

 

：若电解液中不加入Cu（NO₃）₂，阴极发生的电极反应式

 

，这样做的主要缺点是

 

．
（4）PbO₂在加热过程发生分解的失重曲线如图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%（

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点固体表示为PbO₂或mPbO₂?nPbO，列式计算x值和m：n值

 

．

Answer 1

考点：碳族元素简介,电解原理

专题：电化学专题,元素及其化合物

分析：（1）C、Pb属于同一主族元素，Pb比C多4个电子层，则Pb含有6个电子层；元素非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强；
（2）二氧化铅和浓盐酸反应生成氯气，同时生成氯化铅和水；
（3）PbO和次氯酸钠反应生成二氧化铅和氯化钠；电解时，阳极上铅离子失电子和水反应生成二氧化铅；
阴极上铜离子放电；若电解液中不加入Cu（NO₃）₂，阴极上铅离子得电子生成铅；
（4）若a点固体组成表示为PbO_x，根据PbO₂

△   .

PbO_x+

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）C、Pb属于同一主族元素，Pb比C多4个电子层，则Pb含有6个电子层，则Pb位于第六周期第IVA族；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：6；IVA；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）=PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）PbO和次氯酸钠反应生成二氧化铅和氯化钠，离子方程式为PbO+ClO^-=PbO₂+Cl^-；电解时，阳极上铅离子失电子和水反应生成二氧化铅，电极反应式为Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂↓+4H⁺；
阴极上铜离子放电生成Cu单质，所以阴极上有铜析出；
若电解液中不加入Cu（NO₃）₂，阴极上铅离子得电子生成铅，电极反应式为Pb²⁺+2e^-=Pb；Pb²⁺生成PbO₂的量减少，则Pb²⁺利用率降低，
故答案为：PbO+ClO^-=PbO₂+Cl^-；Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂↓+4H⁺；有红色物质析出；Pb²⁺+2e^-=Pb；Pb²⁺利用率降低；
（4）若a点固体组成表示为PbO_x，根据PbO₂

△   .

PbO_x+

2-x

2

O₂↑，

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=x=

2m+n

m+n

=1.4，得m：n=2：3，
故答案为：

2-x

2

×32=239×4.0%，x=1.4；

2m+n

m+n

=1.4，得m：n=2：3．

点评：本题考查碳族元素性质，涉及物质的量的有关计算、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．