Question

5．元素周期表中ⅣA族的元素又稱為碳族元素．包含碳、硅、鍺（Ge）、錫（Sn）和鉛（Pb）．同一主族元素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)具有相似性和遞變性．
（1）有機(jī)物均含碳元素，甲烷為最簡(jiǎn)單的有機(jī)物．檢驗(yàn)甲烷完全燃燒后的產(chǎn)物需用的試劑為澄清石灰水、無水硫酸銅（填試劑名稱）．
（2）硅為無機(jī)非金屬材料的主角，寫出二氧化硅的一種工業(yè)用途制光導(dǎo)纖維．
（3）亞錫離子（Sn²⁺）與Fe³⁺反應(yīng)生成Sn⁴⁺，反應(yīng)的離子方程式為Sn²⁺+2Fe³⁺=Sn⁴⁺+2Fe²⁺
（4）PbO₂為褐色粉末，隨溫度升高會(huì)逐步分解：PbO₂→Pb_xO_x→PbO（Pb_xO_y表示不同溫度下鉛的氧化物的化學(xué)式）．
己知，23.90gPbO₂在不同溫度下殘留固體（均為純凈物）的質(zhì)量見表

溫度/℃	T1	T2	T3	T4
殘留固體質(zhì)量/g	23.90	23.10	22.94	22.30

分別求出T₂℃和T₃℃時(shí)的Pb_xO_y，并寫出由T₂℃升高到T₃℃過程中反應(yīng)的化學(xué)方積式Pb₅O₇$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$5PbO+O₂↑．（寫出必要的計(jì)算過程，否則不得分）．

Answer 1

分析 （1）甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水，實(shí)驗(yàn)室常用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，用無水硫酸銅檢驗(yàn)水；
（2）二氧化硅的工業(yè)用途是制光導(dǎo)纖維；
（3）亞錫離子和鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子和Sn⁴⁺，根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫離子方程式；
（4）T₂℃和T₃℃時(shí)的Pb_xO_y質(zhì)量分別是23.10g、22.94g，反應(yīng)過程中變化的質(zhì)量是O元素質(zhì)量，23.90gPbO₂的物質(zhì)的量=$\frac{23.9g}{239g/mol}$=0.1mol根據(jù)化學(xué)式知，n（Pb）=0.1mol、n（O）=0.2mol，T₁℃-T₂℃中固體減少n（O）=$\frac{（23.90-23.10）g}{16g/mol}$=0.05mol，則還剩余n（O）=0.2mol-0.05mol=0.15mol；
T₂℃-T₃℃中固體減少n（O）=$\frac{（23.10-22.94）g}{16g/mol}$=0.01mol，則還剩余n（O）=0.2mol-0.05mol-0.01mol=0.14mol；
T₃℃-T₄℃中固體減少n（O）=$\frac{（22.94-22.30）g}{16g/mol}$=0.04mol，則還剩余n（O）=0.2mol-0.05mol-0.01mol-0.04mol=0.1mol；
同一化學(xué)式中，各元素物質(zhì)的量之比等于原子個(gè)數(shù)之比，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水，實(shí)驗(yàn)室常用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，用無水硫酸銅檢驗(yàn)水，水蒸氣能使無水硫酸銅變藍(lán)色，
故答案為：澄清石灰水；無水硫酸銅；
（2）二氧化硅的工業(yè)用途是制光導(dǎo)纖維，故答案為：光導(dǎo)纖維；
（3）亞錫離子和鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子和Sn⁴⁺，根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫離子方程式為Sn²⁺+2Fe³⁺=Sn⁴⁺+2Fe²⁺，
故答案為：Sn²⁺+2Fe³⁺=Sn⁴⁺+2Fe²⁺；
（4）T₂℃和T₃℃時(shí)的Pb_xO_y質(zhì)量分別是23.10g、22.94g，反應(yīng)過程中變化的質(zhì)量是O元素質(zhì)量，23.90gPbO₂的物質(zhì)的量=$\frac{23.9g}{239g/mol}$=0.1mol根據(jù)化學(xué)式知，n（Pb）=0.1mol、n（O）=0.2mol，T₁℃-T₂℃中固體減少n（O）=$\frac{（23.90-23.10）g}{16g/mol}$=0.05mol，則還剩余n（O）=0.2mol-0.05mol=0.15mol，同一化學(xué)式中，各元素物質(zhì)的量之比等于原子個(gè)數(shù)之比，則Pb、O原子個(gè)數(shù)之比=0.1mol：0.15mol=2：3，該氧化物化學(xué)式為Pb₂O₃；
T₂℃-T₃℃中固體減少n（O）=$\frac{（23.10-22.94）g}{16g/mol}$=0.01mol，則還剩余n（O）=0.2mol-0.05mol-0.01mol=0.14mol，則Pb、O原子個(gè)數(shù)之比=0.1mol：0.14mol=5：7，該氧化物化學(xué)式為Pb₅O₇；
T₃℃-T₄℃中固體減少n（O）=$\frac{（22.94-22.30）g}{16g/mol}$=0.04mol，則還剩余n（O）=0.2mol-0.05mol-0.01mol-0.04mol=0.1mol，則Pb、O原子個(gè)數(shù)之比=0.1mol：0.1mol=1：1，該氧化物化學(xué)式為PbO；
則T₂℃-T₃℃發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為Pb₅O₇$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$5PbO+O₂↑，
故答案為：Pb₂O₃；Pb₅O₇；Pb₅O₇$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$5PbO+O₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查元素化合物知識(shí)，為高頻考點(diǎn)，涉及物質(zhì)檢驗(yàn)、化學(xué)式判斷等知識(shí)點(diǎn)，知道常見氣體檢驗(yàn)方法及現(xiàn)象，難點(diǎn)是（4）題化學(xué)式確定，題目難度不大．