Question

已知：Pb的化合价只有＋2、＋4，且＋4价的Pb具有强氧化性，常温下能氧化浓HCl生成Cl₂；PbO₂不稳定，随温度升高按下列顺序逐步分解：PbO₂→Pb₂O₃→Pb₃O₄→PbO。
现将a mol PbO₂加热分解，收集产生的O₂；加热反应后所得固体中，Pb^2＋占Pb元素的物质的量分数为x；向加热后所得固体中加入足量的浓盐酸，收集产生的Cl₂。两步反应中收集的O₂和Cl₂的物质的量之和为y mol。
（1）若Fe₃O₄可表示为FeO·Fe₂O₃，则Pb₃O₄可表示为                             
（2）试写出Pb₂O₃与浓盐酸反应的化学方程式                                    
（3）通过计算确定y与a、x的函数关系式____________________________。

Answer 1

（1）PbO·Pb₂O₃（2）Pb₂O₃+6HCl＝2 PbCl₂+Cl₂↑+3H₂O（3）y=a（1-0.5x）

解析试题分析：（1）设四氧化三铅中＋2和＋4价的铅分别是n和m个
则n＋m＝3、2n＋4m＝8
解得n＝1、m＝2
所以Pb₃O₄可表示为PbO·Pb₂O₃
（2）在反应中氯化氢被氧化生成氯气，还原产物是氯化铅，所以反应的化学方程式是Pb₂O₃+6HCl＝2 PbCl₂+Cl₂↑+3H₂O。
（3）根据题意：分解所得混合物中n(Pb^2＋)=" ax" mol、n(Pb^4＋)=" a" (1－x) mol
根据电子守恒：n(O₂)=" ax/2" mol、n(Cl₂)＝a (1－x) mol
所以y＝n(O₂)＋n(Cl₂)＝ax/2 mol＋a (1－x) mol＝a (1－x/2) mol
考点：考查铅的氧化物结构以及有关计算的判断
点评：该题是中等难度的试题，试题设计新颖，基础性强，侧重对学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。该题的关键是利用好几种守恒法，即质量守恒定律、电子得失守恒、原子守恒以及电荷守恒等，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。