Question

紅丹（Pb₃O₄）是制造油漆的原料．測(cè)定某紅丹樣品中Pb₃O₄質(zhì)量分?jǐn)?shù)的步驟如下：
①稱取0.1000g樣品，用鹽酸充分溶解并調(diào)節(jié)溶液至弱酸性；
②加入適當(dāng)過(guò)量的K₂Cr₂O₇標(biāo)準(zhǔn)溶液充分反應(yīng)，析出PbCrO₄沉淀：
2Pb²⁺+Cr₂O₇^2-+H₂O?2PbCrO₄↓+2H⁺
③過(guò)濾，沉淀用稀鹽酸完全溶解后，再加入稍過(guò)量的KI，PbCrO₄最終轉(zhuǎn)化為Cr³⁺；
④步驟③生成的I₂用0.1000mol?L^-1 Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液滴 定，至終點(diǎn)時(shí)消耗12.00mL該標(biāo)準(zhǔn)溶液．
（I₂+2Na₂S₂O₃═Na₂S₄O₆+2NaI）
（1）步驟①中，Pb元素全部轉(zhuǎn)化為Pb²⁺，同時(shí)還有黃綠色氣體產(chǎn)生，該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）已知室溫下K_sp（PbCrO₄）=2.8×10^-13，若要使步驟②中Pb²⁺完全沉淀為PbCrO ₄[使溶液中c（Pb²⁺）≤1.0×10^-5 mol?L^-1]，則溶液中c（Cr O₄^2-）≥

 

．
（3）步驟④中選用的指示劑為

 

．
（4）通過(guò)計(jì)算確定樣品中Pb₃O₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過(guò)程）

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：探究物質(zhì)的組成或測(cè)量物質(zhì)的含量

專題：實(shí)驗(yàn)探究和數(shù)據(jù)處理題,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）步驟①中，Pb元素全部轉(zhuǎn)化為Pb²⁺，同時(shí)還有黃綠色氣體產(chǎn)生，說(shuō)明紅丹（Pb₃O₄）和鹽酸反應(yīng)生成氯化鉛，氯氣和水；
（2）依據(jù)溶度積常數(shù)計(jì)算；
（3）利用Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液確定生成的I₂，反應(yīng)終點(diǎn)的指示劑選擇淀粉，終點(diǎn)現(xiàn)象為藍(lán)色剛好褪去且半分鐘不變化；
（4）由方案可知，利用Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液確定生成的I₂，再根據(jù)方程式計(jì)算Pb²⁺的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算Pb₃O₄的質(zhì)量，確定Pb₃O₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答： 解：（1）步驟①中，Pb元素全部轉(zhuǎn)化為Pb²⁺，同時(shí)還有黃綠色氣體產(chǎn)生，說(shuō)明紅丹（Pb₃O₄）和鹽酸反應(yīng)生成氯化鉛，氯氣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Pb₃O₄+8H⁺+2Cl^-═3Pb²⁺+Cl₂↑+4H₂O；
故答案為：Pb₃O₄+8H⁺+2Cl^-═3Pb²⁺+Cl₂↑+4H₂O；
（2）依據(jù)室溫下K_sp（PbCrO₄）=2.8×10^-13，若要使步驟②中Pb²⁺完全沉淀為PbCrO ₄[使溶液中c（Pb²⁺）≤1.0×10^-5 mol?L^-1]，則溶液中c（Cr O₄^2-）=

Ksp

c(Pb2+)

=

2.8×10-13

1×10-5

=2.8×10^-8mol/L；
故答案為：2.8×10^-8mol/L；
（3）由方案可知，利用Na₂S₂O₃標(biāo)準(zhǔn)溶液確定生成的I₂，反應(yīng)終點(diǎn)的指示劑選擇淀粉溶液，終點(diǎn)現(xiàn)象為藍(lán)色剛好褪去且半分鐘不變化；
故答案為：淀粉溶液；
（4）根據(jù)方程式計(jì)算Pb²⁺的物質(zhì)的量，進(jìn)而計(jì)算Pb₃O₄的質(zhì)量，確定Pb₃O₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，依據(jù)反應(yīng)過(guò)程中的定量關(guān)系可知：Pb₃O₄的化學(xué)式可以寫出2PbO?PbO₂，依據(jù)反應(yīng)2PbCrO₄+2H⁺=2Pb²⁺+Cr₂O₇^2-+H₂O，Cr₂O₇^2-+6I^-+14H⁺=2Cr³⁺+3I₂+7H₂O，I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-；
得到定量關(guān)系為：

2

3

Pb₃O₄～

2

3

2PbO?PbO₂～2Pb²⁺～Cr₂O₇^2-～6I^-～3I₂～6S₂O₃^2-，
              

2

3

                                           6      
             n（Pb₃O₄）                                  0.1000mol?L^-1×0.012L
n（Pb₃O₄）=

0.0008

6

mol；
樣品0.1000g中Pb₃O₄的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

0.0008 6 mol×685g/mol

0.1000g

100%=91.3%，
故答案為：91.33%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法和定量分析計(jì)算，注意過(guò)程中的反應(yīng)定量關(guān)系分析是解題關(guān)鍵，題目難度中等．