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已知:Pb的化合价只有+2、+4,且+4价的Pb具有强氧化性,能氧化浓盐酸生成C12;(1)写出Pb3O4与浓盐酸反应的化学方程式.(2)PbO2不稳定,随温度升高按下列顺序逐步分解:PbO2→Pb2O3→P
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已知:Pb的化合价只有+2、+4,且+4价的Pb具有强氧化性,能氧化浓盐酸生成C12;
(1)写出Pb3O4与浓盐酸反应的化学方程式______.
(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 mol PbO2加热分解,则加热过程中放出O2
L(标准状况下);
(3)现将1mol PbO2加热分解,收集产生的O2,加热分解后所得固体中,pb2+占Pb元素的物质的量分数为x;再向加热所得固体中加入足量的浓盐酸,收集产生的C12,收集到O2和C12的物质的量之和为y mol.试回答下列问题:
①通过计算确定y与x的函数关系式.
②若两步反应中O2和Cl2的物质的量之比为3:5,则剩余固体中含有的物质为______,其物质的量之比为______.
(1)写出Pb3O4与浓盐酸反应的化学方程式______.
(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 mol PbO2加热分解,则加热过程中放出O2
22.4a |
3 |
22.4a |
3 |
(3)现将1mol PbO2加热分解,收集产生的O2,加热分解后所得固体中,pb2+占Pb元素的物质的量分数为x;再向加热所得固体中加入足量的浓盐酸,收集产生的C12,收集到O2和C12的物质的量之和为y mol.试回答下列问题:
①通过计算确定y与x的函数关系式.
y=(1-
)mol
x |
2 |
y=(1-
)mol
x |
2 |
②若两步反应中O2和Cl2的物质的量之比为3:5,则剩余固体中含有的物质为______,其物质的量之比为______.
▼优质解答
答案和解析
(1)Pb3O4中Pb的化合价只有+2、+4,再根据化合价代数和等于零,求得Pb的总化合价为+8价,即可确定Pb3O4中有一个+4价、有两个+2价,且+4价的Pb具有强氧化性,能氧化浓盐酸生成C12,本身被还原成+2价Pb,生成PbC12,
Pb3O4中一个+4价的Pb降低到+2价,降低2价;HCl(浓)中-1价的Cl上升到0价生成Cl2,上升1价×2,所以Pb3O4和Cl2前面的计量数都为1,根据原子守恒配平其它物质前计量数,得方程式为Pb3O4+8HCl(浓)═3PbCl2+Cl2↑+4H2O,
故答案为:Pb3O4+8HCl(浓)═3PbCl2+Cl2↑+4H2O;
(2)根据题意,确定反应物为PbO2,生成物为Pb3O4和O2,因此方程式为 3PbO2
Pb3O4+O2,
设生成氧气物质的量为x,
3PbO2
Pb3O4+O2
3mol 1mol
amol x
解得:x═
mol
则V(O2)═
mol×22.4L/mol═
L,
故答案为:
;
(3)①根据题意:1mol PbO2分解所得混合物中n(Pb2+)=x mol、n(Pb4+)=(1-x) mol.在反应过程中1mol PbO2中+4价的Pb具有强氧化性作氧化剂,
+4价的Pb最终全部降低为+2价,
根据得失电子守恒:先加热分解生成O2,得n(O2)=
=
mol;
后再与足量的浓盐酸反应生成Cl2,得n(Cl2)=
=(1-x) mol,
则 y=n(O2)+n(Cl2)=
mol+(1-x) mol=(1-
)mol,
故答案为:y=(1-
)mol;
②若两步反应中O2和Cl2的物质的量之比为3:5,
根据上述分析:n(O2)=
=
mol,n(Cl2)=
=(1-x) mol,
即
:(1-x)=3:5,
解得:x=
,
则剩余固体中含pb2+的物质的量分数为
,含pb4+的物质的量分数为
,即n(pb2+):n(pb4+)═6:5,
由题意,PbO2不稳定逐步分解顺序:PbO2→Pb2O3→Pb3O4→PbO.因为Pb的化合价只有+2、+4,所以Pb2O3可表示为
PbO•PbO2,Pb3O4可表示为2PbO•PbO2,各氧化物中n(pb2+):n(pb4+)的比值关系为:
PbO2中,n(pb2+):n(pb4+)═0:1
Pb2O3中,n(pb2+):n(pb4+)═1:1
Pb3O4中,n(pb2+):n(pb4+)═2:1
PbO中,n(pb2+):n(pb4+)═1:0
根据剩余固体中n(pb2+):n(pb4+)═6:5,介于1:1和2:1之间,可推出剩余固体中所含物质为Pb2O3、Pb3O4.
设剩余固体中Pb2O3物质的量为a、Pb3O4物质的量为b,
得n(pb2+)═a+2b,n(pb4+)═a+b,
则(a+2b):(a+b)═6:5
解得a:b═4:1,即(Pb2O3):(Pb3O4)═4:1,
故答案为:Pb2O3、Pb3O4;4:1.
Pb3O4中一个+4价的Pb降低到+2价,降低2价;HCl(浓)中-1价的Cl上升到0价生成Cl2,上升1价×2,所以Pb3O4和Cl2前面的计量数都为1,根据原子守恒配平其它物质前计量数,得方程式为Pb3O4+8HCl(浓)═3PbCl2+Cl2↑+4H2O,
故答案为:Pb3O4+8HCl(浓)═3PbCl2+Cl2↑+4H2O;
(2)根据题意,确定反应物为PbO2,生成物为Pb3O4和O2,因此方程式为 3PbO2
| ||
设生成氧气物质的量为x,
3PbO2
| ||
3mol 1mol
amol x
解得:x═
a |
3 |
则V(O2)═
a |
3 |
22.4a |
3 |
故答案为:
22.4a |
3 |
(3)①根据题意:1mol PbO2分解所得混合物中n(Pb2+)=x mol、n(Pb4+)=(1-x) mol.在反应过程中1mol PbO2中+4价的Pb具有强氧化性作氧化剂,
+4价的Pb最终全部降低为+2价,
根据得失电子守恒:先加热分解生成O2,得n(O2)=
2xmol |
4 |
x |
2 |
后再与足量的浓盐酸反应生成Cl2,得n(Cl2)=
(1−x)mol×2 |
2 |
则 y=n(O2)+n(Cl2)=
x |
2 |
x |
2 |
故答案为:y=(1-
x |
2 |
②若两步反应中O2和Cl2的物质的量之比为3:5,
根据上述分析:n(O2)=
2xmol |
4 |
x |
2 |
(1−x)mol×2 |
2 |
即
x |
2 |
解得:x=
6 |
11 |
则剩余固体中含pb2+的物质的量分数为
6 |
11 |
5 |
11 |
由题意,PbO2不稳定逐步分解顺序:PbO2→Pb2O3→Pb3O4→PbO.因为Pb的化合价只有+2、+4,所以Pb2O3可表示为
PbO•PbO2,Pb3O4可表示为2PbO•PbO2,各氧化物中n(pb2+):n(pb4+)的比值关系为:
PbO2中,n(pb2+):n(pb4+)═0:1
Pb2O3中,n(pb2+):n(pb4+)═1:1
Pb3O4中,n(pb2+):n(pb4+)═2:1
PbO中,n(pb2+):n(pb4+)═1:0
根据剩余固体中n(pb2+):n(pb4+)═6:5,介于1:1和2:1之间,可推出剩余固体中所含物质为Pb2O3、Pb3O4.
设剩余固体中Pb2O3物质的量为a、Pb3O4物质的量为b,
得n(pb2+)═a+2b,n(pb4+)═a+b,
则(a+2b):(a+b)═6:5
解得a:b═4:1,即(Pb2O3):(Pb3O4)═4:1,
故答案为:Pb2O3、Pb3O4;4:1.
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