Question

9．（1）某小組分析二氧化鉛分解產物的組成，取478g的PbO₂加熱，PbO₂在加熱過程發生分解的失重曲線如圖所示，已知失重曲線上的a為96.66%，則a點固體的分子式為Pb₂O₃
已知PbO₂與硝酸不反應且氧化性強于硝酸，而PbO是堿性氧化物，能和酸反應，寫出上述分解產物與硝酸反應的化學方程式Pb₂O₃+2HNO₃=PbO₂+Pb（NO₃）₂+H₂O
（2）①另一實驗小組也取一定量的PbO₂加熱得到了一些固體，為探究該固體的組成，取一定質量該固體加人到30mLCH₃COOH一CH₃COONa溶液中，再加入足量KI固體，搖蕩錐瓶使固體中的PbO₂與KI全部反應而溶解，得到棕色溶液．寫出PbO₂參與該反應的化學方程式PbO₂+2KI+4CH₃COOH=（CH₃COO）₂Pb+2CH₃COOK+I₂+2H₂O，用淀粉指示劑，0.2mol/L的Na₂S₂O₃標準溶液滴定．至溶液藍色剛消失為止（2Na₂S₂O₃+I₂═Na₂S₄O₆+2NaI），Na₂S₂O₃標準溶液的消耗量為20mL．
②固體加入到醋酸而非鹽酸中是因為會產生有毒氣體，寫出反應的化學方程式PbO₂+4HCl=PbCl₂+Cl₂↑+H₂O用CH₃COOH一CH₃COONa的混合液而不用CH₃COOH可以控制pH不至于過低，否則會產生渾濁和氣體，請寫出該反應的化學方程式Na₂S₂O₃+2CH₃COOH=2CH₃COONa+S↓+SO₂↑+H₂O
③取相同質量的上述固體與硝酸混合，過濾出的濾液加入足量的鉻酸鉀溶液得到鉻酸鉛（PbCrO₂相對分子質量323）沉淀，然后過濾、洗滌、干燥，得固體質童為0.969g，依據上述數據，該固體的分子式Pb₅O₇．

Answer 1

分析 （1）a點殘余固體質量分數為96.66%，則殘余固體質量為478g×99.66%，加熱過程中Pb元素質量不變，則Pb元素物質的量為478g÷239g/mol=2mol，殘留固體中O元素質量為478g×99.66%-2mol×207g/mol=48g，則O原子物質的量為48g÷16g/mol=3，Pb、O原子數目之比為2：3，故a點化學式為Pb₂O₃，相當于PbO₂、PbO按物質的量1：1混合，由題目信息可知，Pb₂O₃與硝酸反應生成PbO₂、Pb（NO₃）₂與水；
（2）①CH₃COOH一CH₃COONa溶液中PbO₂與KI全部反應而溶解，得到棕色溶液，說明生成碘單質，PbO₂被還原生成醋酸鉛，還生醋酸鉀與水；
②PbO₂具有強氧化性，可以將鹽酸中氯離子氧化為氯氣，同時生成PbCl₂與水；酸性條件下Na₂S₂O₃會反應得到S、SO₂；
③分離互不相溶的固體與液體，應采取過濾方法，并需要洗滌、干燥，所得固體相當于PbO₂、PbO的混合物，根據PbO₂～I₂～2Na₂S₂O₃計算PbO₂的物質的量，再根據PbO～Pb（NO₃）₂～PbCrO₂計算PbO的物質的量，進而確定固體化學式．

解答 解：（1）a點殘余固體質量分數為96.66%，則殘余固體質量為478g×99.66%，加熱過程中Pb元素質量不變，則Pb元素物質的量為478g÷239g/mol=2mol，殘留固體中O元素質量為478g×99.66%-2mol×207g/mol=48g，則O原子物質的量為48g÷16g/mol=3，Pb、O原子數目之比為2：3，故a點化學式為Pb₂O₃，相當于PbO₂、PbO按物質的量1：1混合，由題目信息可知，Pb₂O₃與硝酸反應生成PbO₂、Pb（NO₃）₂與水，反應方程式為：Pb₂O₃+2HNO₃=PbO₂+Pb（NO₃）₂+H₂O，
故答案為：Pb₂O₃；Pb₂O₃+2HNO₃=PbO₂+Pb（NO₃）₂+H₂O；
（2）①CH₃COOH一CH₃COONa溶液中PbO₂與KI全部反應而溶解，得到棕色溶液，說明生成碘單質，PbO₂被還原生成醋酸鉛，還生醋酸鉀與水，反應方程式為：PbO₂+2KI+4CH₃COOH=（CH₃COO）₂Pb+2CH₃COOK+I₂+2H₂O，
故答案為：PbO₂+2KI+4CH₃COOH=（CH₃COO）₂Pb+2CH₃COOK+I₂+2H₂O；
②PbO₂具有強氧化性，可以將鹽酸中氯離子氧化為氯氣，同時生成PbCl₂與水，反應方程式為：PbO₂+4HCl=PbCl₂+Cl₂↑+H₂O，
酸性條件下Na₂S₂O₃會反應得到S、SO₂，反應方程式為：Na₂S₂O₃+2CH₃COOH=2CH₃COONa+S↓+SO₂↑+H₂O，
故答案為：PbO₂+4HCl=PbCl₂+Cl₂↑+H₂O；Na₂S₂O₃+2CH₃COOH=2CH₃COONa+S↓+SO₂↑+H₂O；
③采取過濾方法分離出固體，再洗滌、干燥，所得固體相當于PbO₂、PbO的混合物，
根據PbO₂～I₂～2Na₂S₂O₃，可知n（PbO₂）=$\frac{1}{2}$n（Na₂S₂O₃）=$\frac{1}{2}$×0.02L×0.2mol/L=0.002mol，根據PbO～Pb（NO₃）₂～PbCrO₂，可知n（PbO）=n（PbCrO₂）=$\frac{0.969g}{323g/mol}$=0.003mol，故PbO₂、PbO的物質的量之比為0.002mol：0.003mol=2：3，則固體化學式為Pb₅O₇，
故答案為：過濾、洗滌、干燥；Pb₅O₇．

點評 本題考查化學方程式計算、物質組成測定等，是對學生綜合能力的考查，難度中等．