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6.铅及并化合物在工业生产中具有非常广泛的用途,根据图1流程回答相关问题.

(1)铅是碳的同族元素,且比碳多4个电子层,则铅位于元素周期表第六周期IVA族.
(2)反位条件的控制在工业生产中有着极其重要的作用.把铅块制成铅花的目的是增大接触面积,加快反应速率.途径I中不用14mol•L-1的浓硝酸制备硝酸铅的原因是用14 mol•L-1的浓硝酸反应时,含等物质的量HNO3时,浓硝酸溶解的铅较少,且放出的污染气体较多.
(3)写出(CH3COO)2Pb溶液[(CH3COO)2Pb 为弱电解质与KI溶液反应的离子方程式:(CH3COO)2Pb+2I-═PbI2↓+2CH3COO-
(4)取75.8g (CH3COO)2Pb•nH2O样品在N2气氛中加热,测得剩余固体质量随温度的变化如图2所示(样品在75℃时已完全失去结晶水).
①(CH3COO)2Pb•nH2O中n=3.
②150~200℃间分解产物为PbO和一种有机物M,M能与水反应生成乙酸,则该温度区间内分解反应的化学方程式为(CH3COO)2Pb $\frac{\underline{\;150-200℃\;}}{\;}$PbO+(CH3CO)2O.
(5)T℃时,取一定量的PbI2固体,用蒸馏水配制成饱和溶液.准确移取25.00mL PbI2饱和溶液,分次加入阳离子交换树脂RH(发生反应:2RH+Pb2+═R2Pb+2H+)中,用250mL洁净的锥形瓶接受流出液,用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性.将洗涤液一并盛放到锥形瓶中,加入酚酞,用0.0025mol•L-1的NaOH溶液滴定,重复上述操作2次,当达到滴定终点时,平均消耗氢氧化钠溶液20.00mL.则T℃时PbI2的Ksp=4.000×10-9

分析 用废铅块为原料合成PbI2的流程:为了增大与酸反应的接触面积,加快溶解反应速率,将铅块制成铅花,途径一:3Pb+8HNO3=3Pb(NO32+2NO↑+4H2O,Pb(NO32+2KI=PbI2↓+2KNO3,途径二:Pb(NO32+2CH3COOH+nH2O=(CH3COO)2Pb•nH2O+2HNO3,(CH3COO)2Pb•nH2O+2KI=PbI2↓+2CH3COOK+nH2O.
(1)铅是碳的同族元素,且比碳多4个电子层,应为6个电子层,最外层4个电子,主族元素电子层数=周期序数,最外层电子数=主族族序数;
(2)根据影响反应速率的因素去分析,接触面积越大,反应速率越快,铅块制成铅花为了增大表面积,加快反应速率;铅和浓硝酸反应生成硝酸铜,二氧化氮和水,含等物质的量HNO3时,浓硝酸溶解的铅较少,且放出的污染气体较多;
(3)(CH3COO)2Pb溶液中(CH3COO)2Pb 为弱电解质与KI溶液反应生成PbI2 和醋酸钾;
(4)①图中起始固体质量为75.8g,则加热到100℃时完全失去结晶水的质量就是固体减轻的质量,求算出水的物质的量及醋酸铅的物质的量,根据两者的物质的量之比可确定n的值;
②醋酸铅继续加热分解剩余固体为铅的氧化物,可根据剩余固体质量及铅、碳原子守恒来确定有机物的摩尔质量,推测有机物的分子组成;
(5)根据酸碱中和的原理可计算出溶液中的H+的浓度,并结合关系式确定溶液里Pb2+的浓度,再计算Ksp.

解答 解:(1)铅是碳的同族元素,且比碳多4个电子层,应为6个电子层,最外层4个电子,位于周期表中第六周期第ⅣA族,
故答案为:六;IVA;
(2)接触面积越大,反应速率越快,将铅块制成铅花,是为了增大与酸反应的接触面积,加快溶解反应速率,铅与浓硝酸发生氧化还原反应,生成硝酸铅,二氧化氮和水,反应的化学方程式为Pb+4HNO3(浓)=Pb(NO32+2NO2↑+2H2O,与稀硝酸相比,含等物质的量HNO3时,浓硝酸溶解的铅较少,且放出的污染气体较多,
故答案为:增大接触面积,加快反应速率;用14 mol•L-1的浓硝酸反应时,含等物质的量HNO3时,浓硝酸溶解的铅较少,且放出的污染气体较多;
(3)(CH3COO)2Pb溶液中(CH3COO)2Pb 为弱电解质与KI溶液反应生成PbI2 和醋酸钾,反应的离子方程式为:(CH3COO)2Pb+2I-═PbI2↓+2CH3COO-
故答案为:(CH3COO)2Pb+2I-═PbI2↓+2CH3COO-
(4)①图中样品的起始质量为75.8g,根据固体残留率可知,100℃时剩余固体为65克,生成的水质量为75.8g-65g=10.8g,则醋酸铅与水的物质的量之比为$\frac{65g}{325g/mol}$:$\frac{10.8g}{18g/mol}$=1:3,则n=3,
故答案为:3;
②铅的氧化物质量为44.6克,醋酸铅的物质的量为=$\frac{65g}{325g/mol}$=$\frac{65}{325}$mol,有机物的质量为65g-44.6g=20.4g,此有机物分子内应含有四个碳原子,物质的量为$\frac{65}{325}$mol,摩尔质量为$\frac{20.4g}{\frac{65}{325}mol}$=102,根据原子守恒可知有机物的分子式为C4H6O3,结构简式为(CH3CO)2O;
故答案为:(CH3COO)2Pb $\frac{\underline{\;150-200℃\;}}{\;}$PbO+(CH3CO)2O;
(5)n(H+)=n(NaOH)=0.002500 mol•L-1×20.00mL×10-3L•mL-1=5.000×10-5mol
n[Pb2+(aq)]=$\frac{1}{2}$n(H+)=2.500×10-5mol
c(Pb2+)=$\frac{2.500×1{0}^{-5}mol}{25.00ml×1{0}^{-3}L/mol}$=1.000×10-3 mol•L-1
Ksp(PbI2)=c(Pb2+)•c2(I-)=4c3(Pb2+)=4×(1.000×10-33=4.000×10-9
故答案为:4.000×10-9

点评 本题考查制备实验方案设计,为高频考点,涉及反应速率影响因素、难溶物溶解平衡、溶度积计算等知识点,侧重考查学生分析计算能力,掌握基础是解题关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

16.欲用18.4mol/L的浓硫酸配制成浓度为0.5mol•L-1的稀硫酸250ml.
(1)本实验使用的仪器已有:托盘天平,药匙,量筒,玻璃棒,试剂瓶,还缺少的仪器是 ①250mL容量瓶,②胶头滴管,③烧杯.
(2)所需浓硫酸的体积为6.8mL
(3)请将下列各操作,按正确的序号填在横线上.
A.用量筒量取浓H2SO4  B.反复颠倒摇匀  C.用胶头滴管加蒸馏水至刻度线  D.将溶液转入容量瓶E.稀释浓H2SO4  其操作正确的顺序依次为AEDCB
(4)下列情况都会使所配溶液浓度有偏差,用(“偏高”、“偏低”、“无影响”)
填写下列空白:
①浓硫酸稀释后直接转入容量瓶并定容,会使浓度偏高;
②定容摇匀后发现液面低于刻度线,继续加水至刻度线偏低;
③用量筒量取浓硫酸若俯视量筒会使浓度偏低;溶液定容时仰视容量瓶则使浓度偏低.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

17.硅广泛应用于计算机技术领域.工业上,用焦炭在电炉中还原二氧化硅制得粗硅.某研究性学习小组在实验条件下对过量炭粉与二氧化硅反应的气体产物成分进行探究.
(1)提出假设
①该反应的气体产物是CO2
②改反应的气体产物是CO
③该反应的气体产物是CO2、CO的混合物.
(2)设计方案,利用如图1所示装置进行实验

(3)查阅资料
①在该实验条件下氮气不与碳、硅、二氧化硅发生反应
②实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热制得氮气,氮气的发生装置可以选择图中2的d,反应的化学方程式为NH4Cl+NaNO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N2↑+2H2O+NaCl.
(4)实验步骤
①连接好装置后,称取12.0g二氧化硅,10.0g碳粉混合均匀,放入质量为48.0g的硬质玻璃管中.放入药品前应进行的操作是检查装置的气密性
②打开弹簧夹,向装置中通入纯净干燥的氮气.
③停止通入氮气后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,发现澄清石灰水(足量)变浑浊.
④待反应结束,停止加热,再缓缓通入一段时间的氮气,冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为60.0g.再缓缓通入氮气的作用为赶出实验产生的CO2,确保CO2完全吸收
⑤将石灰水过滤、洗涤、烘干,称量固体质量为10.0g.该操作中过滤、洗涤时用到的玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒;至少称量2次.
(5)数据处理
根据所得实验数据,该实验中二氧化硅与碳发生反应的化学方程式为3C+2SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Si+2CO↑+CO2↑;
(6)实验优化
学习小组有同学认为对实验装置需要进一步完善、改进:
①在尾气出口处加一点燃的酒精灯;②将澄清石灰水换成浓氢氧化钡溶液.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.25℃时,向25mL 0.1000mol•L-1HA溶液滴加同浓度的BOH溶液,混合溶液pH随滴加BOH溶液的变化如下图所示.下列有关叙述错误的是(  )
A.BA溶液呈碱性
B.酸HA的电离常数约为0.0011
C.M点时,c(B+)=c(A-)>c(H+)=c(OH-
D.N点时加入10mL0.1000mol•L-1HA溶液,将促进A-的水解

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

1.某学习小组用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备Fe3O4纳米材料的流程示意图如下:
已知:步骤⑤中,相同条件下测得Fe3O4的产率与R(R=$\frac{n(\stackrel{+3}{Fe})}{n(\stackrel{+2}{Fe})}$)的关系如图所示.
(1)为提高步骤①的反应速率,可采取的措施是搅拌、适当升高温度.
(2)步骤②中,主要反应的离子方程式是2Fe3++Fe=3Fe2+
(3)常温下Fe3+、Fe2+以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如图.该温度下Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38
沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2
 完全沉淀物PH 3.08.3
(4)浊液D中铁元素以FeOOH形式存在.步骤④中,反应的化学方程式是2Fe(OH)2+H2O2=2FeOOH+2H2O;
步骤④中,反应完成后需再加热一段时间除去剩余H2O2目的是加热使其分解除去,防止其在步骤⑤中继续氧化+2价铁元素
(5)⑤反应的离子方程式为2FeOOH+Fe2++2OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe3O4+2H2O;步骤⑤中的“分离”包含的步骤有过滤、洗涤.
(6)设浊液D中FeOOH的物质的量为a,滤液B中的铁元素的物质的量为b.为使Fe3O4的产率最高,则$\frac{a}{b}$=0.636.(填数值,小数点后保留3位)

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

11.二氯化二硫(S2Cl2)在工北上用于橡胶的硫化,查阅相关资料得到如下信息:
①干燥的氯气与硫在110℃〜140℃反应可得S2Cl2,S2Cl2在300℃以上完全分解.
②S2Cl2常组下为红棕色液体,沸点为137℃:S2Cl2遇水生成HCl、SO2、S.
③S的熔点为112.8S2Cl2,沸点为444.6℃.
某班同学在实验室制备S2Cl2并探究其性质,回答下列问题:
(一)氯气的制备

(1)氯气的发生装置可以选择上图中的A(或B)(填字母),反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O、2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O.
(2)欲收集一瓶干燥的氯气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置→e→f→c→d→h→g→i(按气流方向,用小写字母表示).
(二)S2Cl2的制备
将上述收集到的氯气通入图装置,在一定温度下进行实验.

(3)证明实验中有S2Cl2生成的现象是Y中出现红棕色液体.若加热G时温度过高,在X中可能出现的现象是有淡黄色固体沉积.
(4)Z中的试剂名称是碱石灰(或氧化钙、生石灰),如果没有Z装置,可能造成的不良影响有空气中的水蒸气进入Y中使S2Cl2变质;残余Cl2逸散到空气中造成污染.
(三)S2Cl2的性质探究
(5)取少量(二)中制得的S2Cl2于锥形瓶中,滴加足量NaOH溶液,发生反应的离子方程式为.若要检验反应后的溶液中存在Cl-,在滴加硝酸和硝酸银溶液之前,必须逬行的操作是取适量上层清液于试管中,滴加足量Ba(NO32溶液(或氢氧化钡、氯化钡溶液),过滤.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

18.某同学在研究前18号元素时发现,可以将它们排成如图所示的“蜗牛”形状,图中每个“.”代表一种元素,其中O点代表氢元素,下列说法中错误的是(  )
A.O与A、B、C均能形成两种化合物
B.A元素位于元素周期表ⅥA族
C.B元素是图中金属性最强的元素
D.B、C最高价氧化物的水化物可以相互反应

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.下列有关化学用语表达不正确的是(  )
A.Na的原子结构示意图:
B.含有6个质子和7个中子的碳元素的核素符号:${\;}_{6}^{13}$C
C.氮气的电子式::N:::N:
D.用电子式表示氧化钠的形成过程:

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12.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是(  )
A.1molFeCl3与沸水反应生成胶体后,含有NA个Fe(OH)3胶粒
B.25℃、1.01×105 Pa下,44g CO2中含有的原子数为3NA
C.1 L 0.5mol/L Na2CO3 溶液中含有的CO32-数目为0.5NA
D.1 mol Cl2与足量Fe反应,转移的电子数为3NA

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