Question

4．已知实验室制取C1₂的反应为：MnO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O，又已知Pb的化合价只有+2、+4，且+4价的Pb具有强氧化性，也能氧化浓盐酸生成C1₂；
（1）写出PbO₂与浓盐酸反应的化学方程式PbO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O，其中表现还原性的HCl与表现酸性的HCl的物质的量之比为1：1．
（2）PbO₂不稳定，随温度升高按下列顺序逐步分解：PbO₂→Pb₂O₃→Pb₃O₄→PbO．若加热分解后所得到的固体全部为Pb₃O₄，现将a molPbO₂加热分解，则加热过程中放出O₂$\frac{22.4a}{3}$L（标准状况下）；
（3）已知PbSO₄不溶于水，但可溶于醋酸铵溶液，反应方程式如下：PbSO₄+2CH₃COONH₄═（CH₃COO）₂Pb+（NH₄）₂SO₄．
①PbSO₄与CH₃COONH₄能进行反应的原因是符合了复分解反应条件之一的生成了难电离物质或弱电解质，现将Na₂S溶液与醋酸铅溶液混合有沉淀生成，则其反应的离子方程式应为（CH₃COO）₂ Pb+S^2-=PbS↓+2CH₃COO^-．
②已知+2价Sn的化合物具有强还原性．等物质的量的PbO₂和SnO的混合物溶于过量的稀硫酸中，溶液中存在的主要金属阳离子是D（填序号）．
A．Pb²⁺         B．Pb⁴⁺          C．Sn²⁺         D．Sn⁴⁺．

Answer 1

分析 （1）由题意可知，PbO₂与浓盐酸反应生成PbCl₂、Cl₂与H₂O，发生还原反应的HCl生成氯气，表现酸性的HCl生成PbCl₂；
（2）根据Pb原子守恒计算n（Pb₃O₄），根据氧原子守恒计算生成氧气物质的量，再根据V=nV_m计算氧气体积；
（3）①硫酸铅在水溶液里存在溶解平衡，加入醋酸铵时，醋酸根离子和铅离子生成难电离物质或弱电解质醋酸铅，促进硫酸铅溶解，醋酸铅能和硫化钠发生复分解反应生成黑色的硫化铅沉淀；
②+2价Sn的化合物具有强还原性，而+4价的Pb具有氧化性，等物质的量的PbO₂和SnO的混合物溶于过量的稀硫酸中则发生氧化还原反应，而还原得到Pb²⁺与硫酸根离子结合为不溶于水的PbSO₄．

解答 解：（1）由题意可知，PbO₂与浓盐酸反应生成PbCl₂、Cl₂与H₂O，反应方程式为：PbO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O，发生还原反应的HCl生成氯气，表现酸性的HCl生成PbCl₂，反应中表现还原性的HCl与表现酸性的HCl的物质的量之比为1：1，
故答案为：PbO₂+4HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O；1：1；
（2）根据Pb原子守恒，n（Pb₃O₄）=$\frac{1}{3}$n（PbO₂）=$\frac{a}{3}$mol，根据氧原子守恒，生成氧气物质的量=$\frac{amol×2-\frac{a}{3}mol×4}{2}$=$\frac{a}{3}$mol，标况下氧气体积为$\frac{a}{3}$mol×22.4L/mol=$\frac{22.4a}{3}$L，
故答案为：$\frac{22.4a}{3}$；
（3）①硫酸铅在水溶液里存在溶解平衡，加入醋酸铵时，醋酸根离子和铅离子生成的醋酸铅，属于难电离物质或弱电解质，促进硫酸铅溶解，所以硫酸铅能溶于醋酸铵溶液中；醋酸铅能和硫化钠发生复分解反应生成黑色的硫化铅沉淀，符合复分解反应的条件，离子反应方程式为：（CH₃COO）₂ Pb+S^2-=PbS↓+2CH₃COO^-，
故答案为：难电离物质或弱电解质；（CH₃COO）₂ Pb+S^2-=PbS↓+2CH₃COO^-；
②因为+2价Sn的化合物具有强还原性，而+4价的Pb具有氧化性，所以等物质的量的PbO₂和SnO的混合物溶于过量的稀硫酸中则发生氧化还原反应生成Pb²⁺和Sn⁴⁺，Pb²⁺与硫酸根离子结合为不溶于水的PbSO₄，则溶液中存在的主要金属阳离子是Sn⁴⁺，故选：D．

点评 本题考查氧化还原反应有关计算、沉淀溶解平衡与转化等，侧重考查学生分析计算能力，难度中等．