精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
8.PbI2是生产新型敏化太阳能电池的敏化剂--甲胺铅碘的原料.合成PbI2的实验流程如下:

(1)将铅块制成铅花的目的是增大与酸的接触面,加快溶解反应速率.
(2)31.05g铅花用5.00mol•L-1的硝酸溶解,至少需消耗5.00mol•L-1硝酸80.0mL,同时产生2.24L(标准状况下)NO.
(3)取一定质量(CH3COO)2Pb•nH2O样品在N2气氛中加热,测得样品固体残留率($\frac{固体样品的剩余质量}{固体样品的起始质量}$×100%)随温度的变化如图所示(已知:样品在75℃时已完全失去结晶水).
①(CH3COO)2Pb•nH2O中结晶水数目n=3(填数字).
②100~200℃间分解产物为铅的氧化物和一种有机物,则该有机物为(CH3CO)2O(写结构简式).
(4)称取一定质量的PbI2固体,用蒸馏水配制成室温时的饱和溶液,准确移取25.00mLPbI2饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH中,发生:2RH(s)+Pb2+(aq)=R2Pb(s)+2H+(aq),用锥形瓶接收流出液,最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性,将洗涤液合并到锥形瓶中.加入2~3滴酚酞溶液,用0.002500mol•L-1NaOH溶液滴定,到滴定终点时用去氢氧化钠标准溶液20.00mL.计算室温时PbI2 的Ksp (请给出计算过程).

分析 (1)铅块制成铅花为了增大表面积,根据影响反应速率的因素去分析;
(2)铅溶解于稀硝酸的反应方程式为3Pb+8HNO3=3Pb(NO32+2NO+4H2O,根据溶解的铅的物质的量可计算消耗的硝酸溶液及生成NO的体积;
(3)①可假设起始固体质量为100g,则加热到75℃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;
(4)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)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,
故答案为:增大与酸的接触面,加快溶解反应速率;
(2)31.05g铅的物质的量为$\frac{31.05g}{207g/mol}$=0.15mol,根据反应方程式可知消耗的HNO3的物质的量为0.15mol×$\frac{8}{3}$=0.4mol,生成的NO的物质的量为0.15mol×$\frac{2}{3}$=0.1mol,则硝酸溶液的体积为0.4mol÷5.00mol•L-1=0.08L=80.0mL,生成NO的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L,
故答案为:80.0;2.24;
(3)①假设样品的起始质量为100克,根据固体残留率的公式可知,75℃时剩余固体为87.75克,生成的水质量为100g-87.75g=12.25g,则醋酸铅与水的物质的量之比为$\frac{85.75g}{325g/mol}$:$\frac{12.25g}{18g/mol}$=1:3,则n=3,
故答案为:3;
②铅的氧化物质量为58.84克,醋酸铅的物质的量为=$\frac{85.75g}{325g/mol}$=$\frac{85.75}{325}$mol,根据铅原子守恒,铅的氧化物(PbOx)的物质的量为=$\frac{85.75}{325}$mol,此氧化物的摩尔质量为58.84g÷=$\frac{85.75}{325}$mol=223g/mol,为PbO,有机物的质量为85.75g-58.84g=26.91g,此有机物分子内应含有四个碳原子,物质的量为=$\frac{85.75}{325}$mol,摩尔质量为26.91g÷=$\frac{85.75}{325}$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:(CH3CO)2O;
(4)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+)=$\frac{2.500×10{\;}^{-5}mol}{25.00mL×10{\;}^{-3}L/mL}$=1.000×10-3 mol•L-1
Ksp(PbI2)=c(Pb2+)•c2(I-)=4c3(Pb2+)=4×(1.000×10-33=4.000×10-9
答:室温时PbI2 的Ksp 为4.000×10-9

点评 本题以制备碘化铅为载体,重点考查学生的数据处理能力,难度较大,对学生的分析问题,解决问题的能力要求较高,建议适当训练类似题目.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

2.常温下,将0.01molNH4Cl和0.002molNaOH溶于水,形成1L混合溶液:
(1)该溶液中存在三个平衡体系,用电离方程式或离子方程式表示:
①H2O?H++OH-②NH3•H2O?NH4++OH-③NH4++H2O?NH3•H2O+H+
(2)溶液中含有的微粒是H2O,NH3•H2O,NH4+,OH-,H+,Cl-,Na+
(3)在上述溶液中,电荷守恒是:c(H+)+c(Na+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(Cl-).

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

19.“8•12”天津港危化仓库爆炸,造成生命、财产的特大损失.据查危化仓库中存有大量的钠、钾,硝酸铵和氰化钠(NaCN).请回答下列问题:
(1)钠、钾着火,下列可用来灭火的是D(填字母).
A.水      B.泡沫灭火器      C.干粉灭火器      D.细沙盖灭
(2)NaCN是属于离子化合物(填“离子化合物”或“共价化合物”),NaCN的电子式为:Na+
(3)白磷有毒,能和氯酸溶液发生氧化还原反应:3P4+10HClO3+18H2O═10HCl+12H3PO4,该反应的氧化剂是HClO3,氧化产物是H3PO4,若有1mol P4参加反应转移电子为20mol.
(4)NH4NO3为爆炸物,在不同温度下加热分解,可能发生非氧化还原反应,可能发生氧化还原反应,请写出发生非氧化还原反应的热分解方程式NH4NO3=NH3↑+HNO3
(5)NaCN属于剧毒物质,有多种无害化处理方法,H2O2处理法是其中之一:NaCN+H2O2→N2↑+X+H2O,推测X的化学式为NaHCO3

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

16.活性氧化锌是一种多功能性的新型无机材料,其颗粒大小在1~100nm,利用某工业废液(含有ZnO、FeO、FeO2、CuO、MnO)制备超细活性氧化锌的工艺流程如图所示.

有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如表.
氢氧化物Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2  Al(OH)2  Zn(OH)2  
开始沉淀时的pH 2.7 7.55.4 4.0 6.4 
完全沉淀时的pH  3.7 9.5 6.6 5.2 8.0
回答下列问题:
(1)净化1的目的之一是将Mn2+转化为MnO2而除去,此过程中(NH42SrO2作氧化剂(填“氧化剂”会“还原剂”),已知该反应中Sr${O}_{4}^{2-}$会转化为${SO}_{4}^{2-}$,若反应生成1molMnO2,则会消耗1mol (NH42SrO2
(2)滤渣2的主要成分有两种,分别为Fe(OH)3和Al(OH)3,滤液B的溶质主要为Na2SO4.(填化学式).
(3)净化2应调节溶液pH的范围是5.2~5.4,调节pH可选用的试剂为ad(填字母).
a.ZnO   b.CaO    c.CaCO3   d.ZnCO3
(4)碱式碳酸锌在煅烧前需要洗涤烘干,检验碱式碳酸锌是否洗涤干净的操作方法是取少许最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸钡溶液,若无白色沉淀生成,则洗涤干净,否则未洗涤干净.
(5)煅烧碱式碳酸锌【ZnCO3•2Zn(OH)2•H2O】的化学方程式为ZnCO3•2Zn(OH)•2H2O$\frac{\underline{\;450~500℃\;}}{\;}$3ZnO+CO2↑+3H2O↑.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

3.如图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极,电极c、d都是石墨电极.通电一段时间后,在c电极上收集的气体为d电极上收集的气体的一半,且共收集到336mL气体(标况下).回答

(1)直流电源中,M为正极.
(2)Pt电极上生成的物质是Ag,其质量为2.16g.
(3)电源输出的电子,其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为:2:2:1:$\frac{1}{2}$.
(4)AgNO3溶液的浓度(填增大、减小或不变.下同)不变,H2SO4溶液的pH减小.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

13.某科研小组设计出利用工业废酸(l0%)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿的方案,实现废物综合利用,如图所示.

已知:各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示.
离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH
Fe2+6.349.7
Fe3+1.483.2
Zn2+6.28.0
请回答下列问题:
(1)氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS,在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS
不溶,则相同温度下:Ksp(CuS)<Ksp(ZnS)(选填“>”“<”或“=”).
(2)物质A可使用下列物质中的BC.
A.KMnO4    B.O2    C.H2O2    D.Cl2
(3)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH,pH应控制在3.2~6.2范围之间.
(4)物质B可直接用作氮肥,则B的化学式是(NH42SO4
(5)除铁后得到的Fe(OH)3可用KClO溶液在碱性环境下将其氧化得到一种高效的多功能水处理剂--K2FeO4,写出该反应的离子方程式2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.由Zn,Fe,Al,Mg四种金属中的两种组成的混合物10g,与足量的盐酸反应产生的氢气在标况下为11.2升,则混合物中的组成可能是(  )
A.Zn、FeB.Fe、MgC.Al、MgD.Zn、Mg

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

17.无水AlCl3可用作有机合成的催化剂,食品膨松剂等.工业上由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和石油焦(主要成分是碳单质)制备无水AlCl3的流程如下

(1)在焙烧炉中发生反应:①Fe2O3(g)+3C(g)?2Fe(g)+3CO(g),
②3CO(g)+Fe2O3(g)?2Fe(g)+3CO2(g).则反应②的平衡常数的表达式为K=$\frac{c{\;}^{3}(CO{\;}_{2})}{c{\;}^{3}(CO)}$.
(2)氯化炉中Al2O3、Cl2和C在高温下反应的化学方程式为A12O3+3C12+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2A1C13+3CO;其炉气中含有大量CO和少量C12,可用NaOH(或Na2SO3) 溶液除去Cl2,并回收CO.
(3)升华器中主要含有AlCl3和FeCl3,需加入一定量A1,其目的是Al+FeCl3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$AlCl3+Fe.
(4)工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl3工艺中,最后一步是由AlCl3•6H2O脱去结晶水制备无水AlCl3,直接加热不能得到无水AlCl3,其原因是Al3+发生水解.已知SOCl2为无色液体且极易与水反应生成HCl和SO2,AlCl3•6H2O与SOCl2混合加热可制取无水AlCl3,写出该反应的化学方程式:AlCl3•6H2O+6SOCl2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$AlCl3+12HCl↑+6SO2↑.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:计算题

18.硝酸在化学工业中有着极其广泛的应用.
(1)将1.25mol的NO、NO2、N2O4混合物(其中NO的体积分数为0.60)通入水中,在空气充足的条件下完全反应后可获得硝酸的物质的量范围是1.25mol<n(HNO3)<1.75mol.
(2)向稀硝酸中加入18.4mol/L的浓硫酸(98%)作吸水剂并蒸馏得浓硝酸,当其浓度下降到87%(密度1.8g/cm3)以下时,则失去吸水能力.50mL 18.4mol/L的浓硫酸作为吸水剂时,最多可吸水11.63 g.
(3)在65%的HNO3(质量m1)中加入72%的Mg(NO32(质量m2)后蒸馏,分别得到97.5%的HNO3和60%的Mg(NO32溶液(其中不含硝酸).若蒸馏过程中,硝酸、硝酸镁均无损耗,H2O的损耗占总质量的5%,则蒸馏前投料比$\frac{{m}_{1}}{{m}_{2}}$=0.88.
(4)硝酸工业中的尾气用烧碱进行吸收产物为NaNO2、NaNO3和H2O.现有含0.50mol氮氧化物的尾气,恰好被一定量的NaOH溶液完全吸收.已知反应后溶液含有0.35molNaNO2.若将尾气NO和NO2的平均组成用NOx表示,则x=1.8.

查看答案和解析>>

同步练习册答案