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  • 已知:Pb的化合價(jià)只有+2、+4,且+4價(jià)的Pb具有強(qiáng)氧化性,能氧化濃HCl生成Cl2;PbO2不穩(wěn)定,隨溫度升高按下列順序逐步分 PbO2→Pb2O3→Pb3O4→PbO.現(xiàn)將a mol PbO2加熱分解,收集產(chǎn)生的O2;向加熱后

    已知:Pb的化合價(jià)只有+2、+4,且+4價(jià)的Pb具有強(qiáng)氧化性,能氧化濃HCl生成Cl2;PbO2不穩(wěn)定,隨溫度升高按下列順序逐步分 PbO2→Pb2O3→Pb3O4→PbO.現(xiàn)將a mol PbO2加熱分解,收集產(chǎn)生的O2;向加熱后所得固體中加入足量的濃鹽酸,收集產(chǎn)生的Cl2.加熱反應(yīng)后所得固體中,Pb2+占Pb元素的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為x;兩步反應(yīng)中收集的O2和Cl2的物質(zhì)的量之和為y mol.
    試回答下列問題:
    (1)試寫出Pb2O3與濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式 ___ .
    (2)用含X與a的表達(dá)式表示產(chǎn)生的O2、Cl2的物質(zhì)的量n(O2)= ___    n(Cl2)= ___
    (3)寫出y與a、x的函數(shù)關(guān)系式. ___
    (4)若兩步反應(yīng)中O2和Cl2的物質(zhì)的量之比為5:3,則剩余固體中含有的物質(zhì)為 ___ ;其物質(zhì)的量之比為 ___ .
    化學(xué)人氣:426 ℃時(shí)間:2020-02-06 13:16:49
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)Pb2O3中Pb的化合價(jià)只有+3,且+3價(jià)的Pb具有氧化性,能氧化濃鹽酸生成C12,本身被還原成+2價(jià)Pb,生成PbC12,根據(jù)元素守恒得反應(yīng)物與生成物并根據(jù)化合價(jià)升降法配平該氧化還原反應(yīng),得出Pb2O3+6HCl(濃)═2PbCl2+Cl2↑+3H2O,故答案為:Pb2O3+6HCl(濃)═2PbCl2+Cl2↑+3H2O;
    (2)根據(jù)題意:1mol PbO2分解所得混合物中n(Pb2+)=x mol、n(Pb4+)=(1-x) mol.在反應(yīng)過程中1mol PbO2中+4價(jià)的Pb具有強(qiáng)氧化性作氧化劑,
    +4價(jià)的Pb最終全部降低為+2價(jià),根據(jù)得失電子守恒:先加熱分解生成O2,得n(O2)=
    2x
    4
    a=
    x
    2
    amol;
    后再與足量的濃鹽酸反應(yīng)生成Cl2,得n(Cl2)=a×
    (1-x)×2
    2
    =(1-x)a mol,
    故答案為:
    ax
    2
    mol;a(1-x)mol;
    (3)y=n(O2)+n(Cl2)=
    x
    2
    mol+(1-x)a mol=(1-
    x
    2
    )amol,
    故答案為:y=(1-
    x
    2
    )amol;
    (4)若兩步反應(yīng)中O2和Cl2的物質(zhì)的量之比為5:3,根據(jù)上述分析:n(O2)=a×
    x
    2
    =mol,n(Cl2)=a(1-x)mol,即 
    x
    2
    :(1-x)=5:3,
    解得:x═
    10
    13
    ,則剩余固體中含pb2+的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為
    10
    13
    ,含pb4+的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為
    3
    13
    ,即n(pb2+):n(pb4+)═10:3,
    由題意,PbO2不穩(wěn)定逐步分解順序:PbO2→Pb2O3→Pb3O4→PbO.因?yàn)镻b的化合價(jià)只有+2、+4,所以Pb2O3可表示為
    PbO?PbO2,Pb3O4可表示為2PbO?PbO2,各氧化物中n(pb2+):n(pb4+)的比值關(guān)系為:
    PbO2中,n(pb2+):n(pb4+)═0:1
    Pb2O3中,n(pb2+):n(pb4+)═1:1
    Pb3O4中,n(pb2+):n(pb4+)═2:1
    PbO中,n(pb2+):n(pb4+)═1:0
    根據(jù)剩余固體中n(pb2+):n(pb4+)═10:3,介于3:1和4:1之間,所以此時(shí)剩余固體包括Pb3O4、PbO兩種物質(zhì),.
    設(shè)剩余固體中Pb3O4物質(zhì)的量為a、PbO物質(zhì)的量為b,
    得n(pb2+)═2a+b,n(pb4+)═a,
    則(2a+b):a═10:3
    解得a:b═3:4,即Pb3O4:PbO=3:4,
    故答案為:Pb3O4、PbO;3:4.
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