Question

17．（1）某小组分析二氧化铅分解产物的组成，取478g的PbO₂加热，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为96.66%，则a点固体的分子式为Pb₂O₃
已知PbO₂与硝酸不反应且氧化性强于硝酸，而PbO是碱性氧化物，能和酸反应，写出上述分解产物与硝酸反应的化学方程式Pb₂O₃+2HNO₃=PbO₂+Pb（NO₃）₂+H₂O
（2）①另一实验小组也取一定量的PbO₂加热得到了一些固体，为探究该固体的组成，取一定质量该固体加入到30mLCH₃COOH一CH₃COONa溶液中，再加入足量KI固体，摇荡锥瓶使固体中的PbO₂与KI全部反应而溶解，得到棕色溶液．写出PbO₂参与该反应的化学方程式PbO₂+2KI+4CH₃COOH=（CH₃COO）₂Pb+2CH₃COOK+I₂+2H₂O，用淀粉指示剂，0.2mol/L的Na₂S₂O₃标准溶液滴定至溶液蓝色刚消失为止，（2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI），Na₂S₂O₃标准溶液的消耗量为20mL．
②固体加入到醋酸而非盐酸中是因为会产生有毒气体，写出反应的化学方程式PbO₂+4HCl=PbCl₂+Cl₂↑+H₂O
用CH₃COOH一CH₃COONa的混合液而不用CH₃COOH可以控制pH不至于过低，否则会产生浑浊和气体，请写出该反应的化学方程式Na₂S₂O₃+2CH₃COOH=2CH₃COONa+S↓+SO₂↑+H₂O
③取相同质量的上述固体与硝酸混合，过滤出的滤液加入足量的铬酸钾溶液得到铬酸铅（PbCrO₂相对分子质量323）沉淀，然后过滤、洗涤、烘干，得固体质量为0.969g，依据上述数据，该固体的分子式Pb₅O₇．

Answer 1

分析 （1）a点残余固体质量分数为96.66%，则残余固体质量为478g×99.66%，加热过程中Pb元素质量不变，则Pb元素物质的量为478g÷239g/mol=2mol，残留固体中O元素质量为478g×99.66%-2mol×207g/mol=48g，则O原子物质的量为48g÷16g/mol=3，Pb、O原子数目之比为2：3，故a点化学式为Pb₂O₃，相当于PbO₂、PbO按物质的量1：1混合，由题目信息可知，Pb₂O₃与硝酸反应生成PbO₂、Pb（NO₃）₂与水；
（2）①CH₃COOH一CH₃COONa溶液中PbO₂与KI全部反应而溶解，得到棕色溶液，说明生成碘单质，PbO₂被还原生成醋酸铅，还生醋酸钾与水；
②PbO₂具有强氧化性，可以将盐酸中氯离子氧化为氯气，同时生成PbCl₂与水；酸性条件下Na₂S₂O₃会反应得到S、SO₂；
③分离互不相溶的固体与液体，应采取过滤方法，并需要洗涤、干燥，所得固体相当于PbO₂、PbO的混合物，根据PbO₂～I₂～2Na₂S₂O₃计算PbO₂的物质的量，再根据PbO～Pb（NO₃）₂～PbCrO₂计算PbO的物质的量，进而确定固体化学式．

解答 解：（1）a点残余固体质量分数为96.66%，则残余固体质量为478g×99.66%，加热过程中Pb元素质量不变，则Pb元素物质的量为478g÷239g/mol=2mol，残留固体中O元素质量为478g×99.66%-2mol×207g/mol=48g，则O原子物质的量为48g÷16g/mol=3，Pb、O原子数目之比为2：3，故a点化学式为Pb₂O₃，相当于PbO₂、PbO按物质的量1：1混合，由题目信息可知，Pb₂O₃与硝酸反应生成PbO₂、Pb（NO₃）₂与水，反应方程式为：Pb₂O₃+2HNO₃=PbO₂+Pb（NO₃）₂+H₂O，
故答案为：Pb₂O₃；Pb₂O₃+2HNO₃=PbO₂+Pb（NO₃）₂+H₂O；
（2）①CH₃COOH一CH₃COONa溶液中PbO₂与KI全部反应而溶解，得到棕色溶液，说明生成碘单质，PbO₂被还原生成醋酸铅，还生醋酸钾与水，反应方程式为：PbO₂+2KI+4CH₃COOH=（CH₃COO）₂Pb+2CH₃COOK+I₂+2H₂O，
故答案为：PbO₂+2KI+4CH₃COOH=（CH₃COO）₂Pb+2CH₃COOK+I₂+2H₂O；
②PbO₂具有强氧化性，可以将盐酸中氯离子氧化为氯气，同时生成PbCl₂与水，反应方程式为：PbO₂+4HCl=PbCl₂+Cl₂↑+H₂O，
酸性条件下Na₂S₂O₃会反应得到S、SO₂，反应方程式为：Na₂S₂O₃+2CH₃COOH=2CH₃COONa+S↓+SO₂↑+H₂O，
故答案为：PbO₂+4HCl=PbCl₂+Cl₂↑+H₂O；Na₂S₂O₃+2CH₃COOH=2CH₃COONa+S↓+SO₂↑+H₂O；
③采取过滤方法分离出固体，再洗涤、干燥，所得固体相当于PbO₂、PbO的混合物，
根据PbO₂～I₂～2Na₂S₂O₃，可知n（PbO₂）=$\frac{1}{2}$n（Na₂S₂O₃）=$\frac{1}{2}$×0.02L×0.2mol/L=0.002mol，根据PbO～Pb（NO₃）₂～PbCrO₂，可知n（PbO）=n（PbCrO₂）=$\frac{0.969g}{323g/mol}$=0.003mol，故PbO₂、PbO的物质的量之比为0.002mol：0.003mol=2：3，则固体化学式为Pb₅O₇，
故答案为：过滤、洗涤、干燥；Pb₅O₇．

点评 本题考查化学方程式计算、物质组成测定等，是对学生综合能力的考查，注意知识的迁移应用是关键，难度中等，试题培养了学生的灵活应用能力和计算能力．