Question

5．PbO₂是褐色固体，受热分解为Pb的+4和+2价的混合氧化物，+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl₂；现将l mol PbO₂加热分解得到O₂，向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl₂，O₂和Cl₂的物质的量之比为3：2．则剩余固体的组成及物质的量比是（　　）

• A． 1：1混合的Pb₃O₄、PbO
• B． 1：2混合的PbO₂、Pb₃O₄
• C． 1：4：l混合的PbO₂、Pb₃O₄、PbO
• D． 1：1：l 混合的PbO₂、Pb₃O₄、PbO

Answer 1

分析 PbO₂受热分解得到氧气和铅的氧化物的混合物（Pb为+4、+2价），该混合物再与盐酸作用时，+4价Pb还原为+2价，Cl^-被氧化为Cl₂，此时得到溶液为PbCl₂溶液，利用“电子转移守恒”知1molPbO₂在上述转化过程中共转移2mole^-，设该过程得到O₂的物质的量为3xmol，则Cl₂的物质的量为2xmol，利用电子转移守恒计算x的值，进而确定PbO₂加热分解后的物质中n（Pb）：n（O），以此来解答．

解答 解：PbO₂受热分解得到氧气和铅的氧化物的混合物（Pb为+4、+2价），该混合物再与盐酸作用时，+4价Pb还原为+2价，Cl^-被氧化为Cl₂，此时得到溶液为PbCl₂溶液，利用“电子转移守恒”知1molPbO₂在上述转化过程中共转移电子为1mol×（4-2）=2mol，
设该过程得到O₂的物质的量为3xmol，
则Cl₂的物质的量为2xmol，
利用电子转移守恒有：3x×4+2x×2=2，
解得x=0.125，
故1mol PbO₂在受热分解过程中产生O₂为0.125mol×3=0.375mol，
利用原子守恒可知受热后的剩余固体中n（O）=2mol-0.375mol×2=1.25mol，
所以剩余固体中n（Pb）：n（O）=1mol：1.25mol=4：5，
A.1：1混合的Pb₃O₄、PbO，n（Pb）：n（O）=（3+1）：（4+1）=4：5，故A选；
B.1：2混合的PbO₂、Pb₃O₄，n（Pb）：n（O）=（1+6）：（2+8）=7：10，故B不选；
C.1：4：1混合的PbO₂、Pb₃O₄、PbO，n（Pb）：n（O）=（1+12+1）：（2+16+1）=14：19，故C不选；
D.1：1：1混合的PbO₂、Pb₃O₄、PbO，n（Pb）：n（O）=（1+3+1）：（2+4+1）=5：7，故D不选；
故选A．

点评 本题考查氧化还原反应的计算，为高频考点，把握反应中元素的化合价变化、电子及原子守恒为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意原子个数关系，题目难度不大．