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amolPbO2加热分解，收集产生的O2；

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，Pb²⁺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Pb₂O₃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）Pb在化合物里显+2价或+4价，根据化合价代数和为零的原则写出Pb的两种氧化物形式为：PbO和PbO₂，那么Pb₂O₃的氧化物的表示形式可以写成 PbO•PbO₂；
故答案为：PbO•PbO₂
（2）Pb₂O₃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+3价，即可确定Pb₂O₃中有一个+4价、有一个+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，根据元素守恒得反应物与生成物：Pb₂O₃+HCl（浓）→PbCl₂+Cl₂↑+H₂O，根据化合价升降法配平该氧化还原反应，Pb₂O₃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Pb₂O₃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，得各物质前计量数为1、6、2、1、3，故方程式为Pb₂O₃+6HCl（浓）═2PbCl₂+Cl₂↑3H₂O；
故答案为：Pb₂O₃+6HCl（浓）═2PbCl₂+Cl₂↑3H₂O；
（3）根据题意：amol PbO₂分解所得混合物中n（Pb²⁺）=ax mol、n（Pb⁴⁺）=（a-ax） mol．在反应过程中amol 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）═(2ax)/(4)=(ax)/(2)mol；
后再与足量的浓盐酸反应生成Cl₂，得n（Cl₂）═((a−ax)mol×2)/(2)═（a-ax） mol，
则 y═n（O₂）+n（Cl₂）═(ax)/(2)mol+（a-ax） mol═（a-(ax)/(2)）mol，
故答案为：y═a（1-0.5x）mol；