Question

3．鉛及其化合物可用于蓄電池、耐酸設備及X射線防護材料等．回答下列問題：
（1）鉛是碳的同族元素，比碳多4個電子層，則 PbO₂的酸性比CO₂的酸性弱（填“強”或“弱”）．
（2）PbO₂與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，反應的化學方程式為PbO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O．
（3）瓦紐科夫法熔煉鉛，其相關反應的熱化學方程式如下：
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
反應3PbS（s）+6O₂（g）=3PbSO₄（s）△H=2a+2b-3ckJ•mol^-1（用含a，b，c的代數(shù)式表示）．
（4）引爆導彈、核武器的工作電源通常Ca/PbSO₄熱電池，其裝置如圖1所示，該電池正極的電極反應式為PbSO₄+2e^-=SO₄^2-+Pb．

（5）PbO₂在加熱過程發(fā)生分解的失重曲線如圖2所示，已知失重曲線上的a點為樣品失重4.0%（即$\frac{樣品起始質量-a點固體質量}{樣品起始質量}$×100%）的殘留固體，若a點固體組成表示為PbO_x或mPbO₂•nPbO，則計算x=1.4和m：n=2：3．

Answer 1

分析 （1）元素非金屬性越強，其最高價氧化物的水化物酸性越強；
（2）PbO₂與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，說明二者反應生成氯氣，同時生成氯化鉛和水；
（3）根據(jù)蓋斯定律書寫目標熱化學方程式；
（4）原電池電極反應方程式的書寫，首先根據(jù)裝置圖，判斷正負極，然后書寫正極電極反應方程式；
（5）樣品失重失去的為氧元素，根據(jù)原子守恒求O原子和Pb原子的比值．

解答 解：（1）C、Pb屬于同一主族元素，元素非金屬性越強，其最高價氧化物的水化物酸性越強，非金屬性C＞Pb，所以元素最高價氧化物的水化物酸性Pb的比C的酸性弱，故答案為：弱；
（2）PbO₂與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，說明二者反應生成氯氣，同時生成氯化鉛和水，反應方程式為PbO₂+4HCl（濃）=PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：PbO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（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
將①×2+②×2-③×3可得反應3PbS（s）+6O₂（g）=3PbSO₄（s）
根據(jù)蓋斯定律△H=2△H₁+2△H₂-3△H₃=（2a+2b-3c）kJ•mol^-1
故答案為：2a+2b-3c；
（4）根據(jù)裝置圖，判斷正極為PbSO₄發(fā)生還原反應，故答案為PbSO₄+2e^-=SO₄^2-+Pb，故答案為：PbSO₄+2e^-=SO₄^2-+Pb；
（5）若a點固體組成表示為PbO_x，根據(jù)PbO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbO_x+$\frac{2-x}{2}$O₂↑，
$\frac{2-x}{2}$×32=239×4.0%，x=1.4；
若組成為mPbO₂•nPbO，根據(jù)原子守恒得，O原子和Pb原子的比值=$\frac{2m+n}{m+n}$=1.4，得m：n=2：3，
故答案為：1.4；2：3．

點評 本題考查碳族元素性質，題目難度中等，涉及蓋斯定律的應用、離子反應、電解原理等知識點，注意（3）中陽極、陰極電極反應式的書寫，注意（4）中的計算，為易錯點．