Question

7．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，鉛在周期表的位置為六周期，第ⅣA族：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）PbO₂可由PbO與次氯酸鈉溶液反應制得，反應的離子方程式為PbO+ClO^-=PbO₂+Cl^-；PbO₂也可以通過石墨為電極，Pb（NO₃）₂和Cu（NO₃）₂的混合溶液為電解液電解制取．陽極發生的電極反應式Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂↓+4H⁺，陰極觀察到的現象是石墨上紅色物質析出；若電解液中不加入Cu（NO₃）₂，陰極發生的電極反應式Pb²⁺+2e^-=Pb↓，這樣做的主要缺點是Pb²⁺的利用率降低．

Answer 1

分析 （1）鉛是碳的同族元素，比碳多4個電子層，鉛位于第六周期ⅣA族；非金屬性越強酸性越強；
（2）PbO₂與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，說明生成氯氣，還應生成PbCl₂與水；
（3）PbO₂可由PbO與次氯酸鈉溶液反應制得，據此可知，PbO與ClO^-反應得到PbO₂，同時生成Cl^-；
陽極上Pb²⁺失去電子，得到PbO₂，需要水參與反應，同時生成氫離子，陰極上，Cu²⁺獲得電子生成Cu，附著在石墨電極上；
若電解液中不加入Cu（NO₃）₂，陰極上Pb²⁺獲得電子生成Pb，Pb²⁺生成PbO₂的利用率降低．

解答 解：（1）鉛是碳的同族元素，比碳多4個電子層，鉛位于第六周期ⅣA族；非金屬性C＞Pb，故PbO₂的酸性比CO₂的酸性弱，
故答案為：六、ⅣA；弱；
（2）PbO₂與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，說明生成氯氣，還應生成PbCl₂與水，反應方程式為：PbO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案為：PbO₂+4HCl（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）PbO₂可由PbO與次氯酸鈉溶液反應制得，據此可知，PbO與ClO^-反應得到PbO₂，同時生成Cl^-，反應離子方程式為：PbO+ClO^-=PbO₂+Cl^-；
陽極上Pb²⁺失去電子，得到PbO₂，需要水參與反應，同時生成氫離子，電極反應式為：Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂↓+4H⁺，陰極上，Cu²⁺獲得電子生成Cu，附著在石墨電極上，即石墨上紅色物質析出；
若電解液中不加入Cu（NO₃）₂，陰極上Pb²⁺獲得電子生成Pb，陰極電極反應式為：Pb²⁺+2e^-=Pb↓，Pb²⁺的利用率降低；
故答案為：PbO+ClO^-=PbO₂+Cl^-；Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂↓+4H⁺；石墨上紅色物質析出；Pb²⁺+2e^-=Pb↓；Pb²⁺的利用率降低．

點評 本題比較綜合，涉及元素周期表與元素周期律、常用化學用語、電解原理等，題目素材基本取自教材以外，是對學生綜合能力考查，（3）中電解液中不加入Cu（NO₃）₂時陰極反應為易錯點，掌握離子放電順序是關鍵，題目難度中等．