Question

1．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）铅与碳是同族元素，则下列说法正确的是ad．
a．主要化合价为+2、+4
b．同族的Si与Ge（锗）均为半导体材料，铅也为半导体材料．
c．铅的最高价氧化物对应水化物的酸性强于碳酸
d．与同族的Ge（锗）作比较：碱性Ge（OH）₄＜Pb（OH）₄，则金属性Ge＜Pb，周期表中位置Pb在Ge下面．
e．同族的Ge（锗）与盐酸不反应，Pb与盐酸能反应，则原子半径Ge＞Pb
（2）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^-．
（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^-=SO₄^2-+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，列式计算x值1.4，和m：n值2：3．

Answer 1

分析 （1）a．铅与碳是同族元素，最外层电子数为4，主要化合价为+2、+4；
b．铅是金属不是半导体材料；
c．同主族最高价氧化物对应水化物形成的酸性减弱；
d．同主族从上到下金属性增强，形成最高价氢氧化物的碱性增强；
e．同族的Ge（锗）与盐酸反应，Pb与盐酸能反应，原子半径从上到下依次增大；
（2）PbO和次氯酸钠反应生成二氧化铅和氯化钠；
（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）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）a．铅与碳是同族元素，最外层电子数为4，主要化合价为+2、+4，故a正确；
b．同族的Si与Ge（锗）均为半导体材料，铅是金属不是半导体材料，故b错误；
c．同主族最高价氧化物对应水化物形成的酸性减弱，铅的最高价氧化物对应水化物的酸性弱于碳酸，故c错误；
d．同主族从上到下金属性增强，形成最高价氢氧化物的碱性增强，与同族的Ge（锗）作比较：碱性Ge（OH）₄＜Pb（OH）₄，则金属性Ge＜Pb，周期表中位置Pb在Ge下面，故d正确；
e．同族的Ge（锗）与盐酸反应，Pb与盐酸能反应，则原子半径Ge＜Pb，故e错误；
故答案为：ad；
（2）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^-，故答案为：PbO+ClO^-=PbO₂+Cl^-；
（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^-=SO₄^2-+Pb，故答案为：PbSO₄+2e^-=SO₄^2-+Pb；
（5）若a点固体组成表示为PbO_x，根据PbO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbO_x+$\frac{2-x}{2}$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=x=$\frac{2m+n}{m+n}$=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，注意原电池原理、原子守恒、周期表中递变规律的分析应用．