Question

5．已知：Pb元素在化合物中有+4和+2兩種價態：Pb0₂受熱分解可生成Pb₃0₄、Pb0和O₂：+4價的Pb能氧化濃鹽酸生成Cl₂ PbO能與濃鹽酸反應但不能將其氧化．現將1.4mol Pb0₂加熱一段時間分解得到O₂和固體甲，向甲中加入足量的濃鹽酸得到Cl₂．反應生成的O₂和Cl₂的物質的盤之比為2：3，下列說法正確的是 （　　）

• A． 甲可能是Pb₃0₄和PbO的混合物
• B． 整個反應過程中轉移電子的總量為2.1mol
• C． 若甲與濃鹽酸充分反應，則需要消耗HCl的總量為2.8 mol
• D． 甲中各物質的物質的量之比可能是n（PbO₂）：n（Pb₃0₄）：n（PbO）=3：3：2

Answer 1

分析 PbO₂受熱分解得到氧氣和鉛的氧化物的混合物（Pb為+4、+2價），該混合物再與鹽酸作用時，+4價Pb還原為+2價，Cl^-被氧化為Cl₂，此時得到溶液為PbCl₂溶液，利用“電子轉移守恒”知1.4mol PbO₂在上述轉化過程中共轉移2.8mole^-，設該過程得到O₂的物質的量為2xmol，則Cl₂的物質的量為3xmol，利用電子轉移守恒計算x的值，進而確定PbO₂加熱分解后的物質中n（Pb）：n（O），據此判斷．

解答 解：PbO₂受熱分解得到氧氣和鉛的氧化物的混合物（Pb為+4、+2價），該混合物再與鹽酸作用時，+4價Pb還原為+2價，Cl^-被氧化為Cl₂，此時得到溶液為PbCl₂溶液，利用“電子轉移守恒”知1.4molPbO₂在上述轉化過程中共轉移電子為1.4mol×（4-2）=2.8mol，
設該過程得到O₂的物質的量為2xmol，
則Cl₂的物質的量為3xmol，
利用電子轉移守恒有：2x×4+3x×2=2.8，
解得x=0.2，
故1.4mol PbO₂在受熱分解過程中產生O₂為0.2mol×2=0.4mol，
利用原子守恒可知受熱后的剩余固體中n（O）=2.8mol-0.4mol×2=2mol，
所以剩余固體中n（Pb）：n（O）=1.4mol：2mol=7：10，
A、甲可能是Pb₃0₄和和PbO的混合物3：4＜n（Pb）：n（O）＜1：1，而7：10＜3：4，故A錯誤；
B、整個反應過程中轉移電子的總量為2.8mol，故B錯誤；
C、若甲與濃鹽酸充分反應，則被氧化HCl的量為2.8 mol，還有酸性的鹽酸，所以需要消耗HCl的總量大于2.8 mol，故C錯誤；
D、甲中各物質的物質的量之比是n（PbO₂）：n（Pb₃0₄）：n（PbO）=3：3：2，符合n（Pb）：n（O）=1.4mol：2mol=7：10，故D正確；
故選D．

點評 本題通過元素化合物轉化考查氧化還原反應計算、分析推理能力，根據電子轉移守恒來分析解答即可，難度中等．