Question

铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等，回答下列问题：
（1）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层，铅在元素周期表的位置是第①

 

周期、第②

 

族；PbO₂的酸性比CO₂的酸性③

 

（填“强”或“弱”）．
（2）PbO₂与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为④

 

．
（3）PbO₂可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为⑤

 

；PbO₂也可以通过石墨为电极，Pb（NO₃）₂与Cu（NO₃）₂的混合溶液为电解液电解制取，阳极发生的电极反应式为⑥

 

，阴极上观察到得现象是⑦

 

；若电解液中不加入Cu（NO₃）₂，阴极发生的电极反应式为⑧

 

，这样做的主要缺点是⑨

 

．
（4）PbO₂在加热过程发生分解的失重曲线如图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%（即

样品起始质量-a点固体质量

样品起始质量

×100%）的残留固体．若a点固体组成表示为PbO_x或mPbO₂?nPbO，列式计算x值和m：n值⑩

 

．

Answer 1

考点：真题集萃,化学方程式的有关计算,元素周期律和元素周期表的综合应用,电解原理,碳族元素简介

专题：元素周期律与元素周期表专题,元素及其化合物

分析：（1）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层，铅位于第六周期ⅣA族；非金属性越强酸性越强；
（2）PbO₂与浓盐酸共热生成黄绿色气体，说明生成氯气，还应生成PbCl₂与水；
（3）PbO₂可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，据此可知，PbO与ClO^-反应得到PbO₂，同时生成Cl^-；
阳极上Pb²⁺失去电子，得到PbO₂，需要水参与反应，同时生成氢离子，阴极上，Cu²⁺获得电子生成Cu，附着在石墨电极上；
若电解液中不加入Cu（NO₃）₂，阴极上Pb²⁺获得电子生成Pb，Pb²⁺生成PbO₂的利用率降低；
（4）若a点固体组成表示为PbO_x，根据PbO₂

△   .

PbO_x+

2-x

2

O₂↑列方程计算x的值；若组成表示为mPbO₂?nPbO，则O原子与Pb原子的比值为x，据此计算解答．

解答： 解：（1）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层，铅位于第六周期ⅣA族；非金属性C＞Pb，故PbO₂的酸性比CO₂的酸性弱，
故答案为：六、ⅣA；弱；
（2）PbO₂与浓盐酸共热生成黄绿色气体，说明生成氯气，还应生成PbCl₂与水，反应方程式为：PbO₂+4HCl（浓）

△   .

PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O，
故答案为：PbO₂+4HCl（浓）

△   .

PbCl₂+Cl₂↑+2H₂O；
（3）PbO₂可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，据此可知，PbO与ClO^-反应得到PbO₂，同时生成Cl^-，反应离子方程式为：PbO+ClO^-=PbO₂+Cl^-；
阳极上Pb²⁺失去电子，得到PbO₂，需要水参与反应，同时生成氢离子，电极反应式为：Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂↓+4H⁺，阴极上，Cu²⁺获得电子生成Cu，附着在石墨电极上，即石墨上红色物质析出；
若电解液中不加入Cu（NO₃）₂，阴极上Pb²⁺获得电子生成Pb，阴极电极反应式为：Pb²⁺+2e^-=Pb↓，Pb²⁺的利用率降低；
故答案为：PbO+ClO^-=PbO₂+Cl^-；Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂↓+4H⁺；石墨上红色物质析出；Pb²⁺+2e^-=Pb↓；Pb²⁺的利用率降低；
（4）若a点固体组成表示为PbO_x，根据PbO₂

△   .

PbO_x+

2-x

2

O₂↑有：

2-x

2

×32=239×4.0%，解得x=1.4，
若组成表示为mPbO₂?nPbO，则O原子与Pb原子的比值为x，则

2m+n

m+n

=1.4，整理得m：n=2：3，
故答案为：x=1.4；m：n=2：3．

点评：题目比较综合，涉及元素周期表与元素周期律、常用化学用语、电解原理、根据方程式计算等，题目素材基本取自教材以外，是对学生综合能力考查，（3）中电解液中不加入Cu（NO₃）₂时阴极反应为易错点，掌握离子放电顺序是关键，（4）中注意根据方程式计算，题目难度中等．