Question

6．鉛及并化合物在工業(yè)生產(chǎn)中具有非常廣泛的用途，根據(jù)圖1流程回答相關(guān)問(wèn)題．

（1）鉛是碳的同族元素，且比碳多4個(gè)電子層，則鉛位于元素周期表第六周期IVA族．
（2）反位條件的控制在工業(yè)生產(chǎn)中有著極其重要的作用．把鉛塊制成鉛花的目的是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率．途徑I中不用14mol•L-1的濃硝酸制備硝酸鉛的原因是用14 mol•L^-1的濃硝酸反應(yīng)時(shí)，含等物質(zhì)的量HNO₃時(shí)，濃硝酸溶解的鉛較少，且放出的污染氣體較多．
（3）寫出（CH₃COO）₂Pb溶液[（CH₃COO）₂Pb 為弱電解質(zhì)與KI溶液反應(yīng)的離子方程式：（CH₃COO）₂Pb+2I^-═PbI₂↓+2CH₃COO^-．
（4）取75.8g （CH₃COO）₂Pb•nH₂O樣品在N₂氣氛中加熱，測(cè)得剩余固體質(zhì)量隨溫度的變化如圖2所示（樣品在75℃時(shí)已完全失去結(jié)晶水）．
①（CH₃COO）₂Pb•nH₂O中n=3．
②150～200℃間分解產(chǎn)物為PbO和一種有機(jī)物M，M能與水反應(yīng)生成乙酸，則該溫度區(qū)間內(nèi)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為（CH₃COO）₂Pb $\frac{\underline{\;150-200℃\;}}{\;}$PbO+（CH₃CO）₂O．
（5）T℃時(shí)，取一定量的PbI₂固體，用蒸餾水配制成飽和溶液．準(zhǔn)確移取25.00mL PbI₂飽和溶液，分次加入陽(yáng)離子交換樹脂RH（發(fā)生反應(yīng)：2RH+Pb²⁺═R₂Pb+2H⁺）中，用250mL潔凈的錐形瓶接受流出液，用蒸餾水淋洗樹脂至流出液呈中性．將洗滌液一并盛放到錐形瓶中，加入酚酞，用0.0025mol•L^-1的NaOH溶液滴定，重復(fù)上述操作2次，當(dāng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，平均消耗氫氧化鈉溶液20.00mL．則T℃時(shí)PbI₂的K_sp=4.000×10^-9．

Answer 1

分析 用廢鉛塊為原料合成PbI₂的流程：為了增大與酸反應(yīng)的接觸面積，加快溶解反應(yīng)速率，將鉛塊制成鉛花，途徑一：3Pb+8HNO₃=3Pb（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，Pb（NO₃）₂+2KI=PbI₂↓+2KNO₃，途徑二：Pb（NO₃）₂+2CH₃COOH+nH₂O=（CH₃COO）₂Pb•nH₂O+2HNO₃，（CH₃COO）₂Pb•nH₂O+2KI=PbI₂↓+2CH₃COOK+nH₂O．
（1）鉛是碳的同族元素，且比碳多4個(gè)電子層，應(yīng)為6個(gè)電子層，最外層4個(gè)電子，主族元素電子層數(shù)=周期序數(shù)，最外層電子數(shù)=主族族序數(shù)；
（2）根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素去分析，接觸面積越大，反應(yīng)速率越快，鉛塊制成鉛花為了增大表面積，加快反應(yīng)速率；鉛和濃硝酸反應(yīng)生成硝酸銅，二氧化氮和水，含等物質(zhì)的量HNO₃時(shí)，濃硝酸溶解的鉛較少，且放出的污染氣體較多；
（3）（CH₃COO）₂Pb溶液中（CH₃COO）₂Pb 為弱電解質(zhì)與KI溶液反應(yīng)生成PbI₂ 和醋酸鉀；
（4）①圖中起始固體質(zhì)量為75.8g，則加熱到100℃時(shí)完全失去結(jié)晶水的質(zhì)量就是固體減輕的質(zhì)量，求算出水的物質(zhì)的量及醋酸鉛的物質(zhì)的量，根據(jù)兩者的物質(zhì)的量之比可確定n的值；
②醋酸鉛繼續(xù)加熱分解剩余固體為鉛的氧化物，可根據(jù)剩余固體質(zhì)量及鉛、碳原子守恒來(lái)確定有機(jī)物的摩爾質(zhì)量，推測(cè)有機(jī)物的分子組成；
（5）根據(jù)酸堿中和的原理可計(jì)算出溶液中的H+的濃度，并結(jié)合關(guān)系式確定溶液里Pb2+的濃度，再計(jì)算Ksp．

解答 解：（1）鉛是碳的同族元素，且比碳多4個(gè)電子層，應(yīng)為6個(gè)電子層，最外層4個(gè)電子，位于周期表中第六周期第ⅣA族，
故答案為：六；IVA；
（2）接觸面積越大，反應(yīng)速率越快，將鉛塊制成鉛花，是為了增大與酸反應(yīng)的接觸面積，加快溶解反應(yīng)速率，鉛與濃硝酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硝酸鉛，二氧化氮和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Pb+4HNO₃（濃）=Pb（NO₃）₂+2NO₂↑+2H₂O，與稀硝酸相比，含等物質(zhì)的量HNO₃時(shí)，濃硝酸溶解的鉛較少，且放出的污染氣體較多，
故答案為：增大接觸面積，加快反應(yīng)速率；用14 mol•L^-1的濃硝酸反應(yīng)時(shí)，含等物質(zhì)的量HNO₃時(shí)，濃硝酸溶解的鉛較少，且放出的污染氣體較多；
（3）（CH₃COO）₂Pb溶液中（CH₃COO）₂Pb 為弱電解質(zhì)與KI溶液反應(yīng)生成PbI₂ 和醋酸鉀，反應(yīng)的離子方程式為：（CH₃COO）₂Pb+2I^-═PbI₂↓+2CH₃COO^-，
故答案為：（CH₃COO）₂Pb+2I^-═PbI₂↓+2CH₃COO^-；
（4）①圖中樣品的起始質(zhì)量為75.8g，根據(jù)固體殘留率可知，100℃時(shí)剩余固體為65克，生成的水質(zhì)量為75.8g-65g=10.8g，則醋酸鉛與水的物質(zhì)的量之比為$\frac{65g}{325g/mol}$：$\frac{10.8g}{18g/mol}$=1：3，則n=3，
故答案為：3；
②鉛的氧化物質(zhì)量為44.6克，醋酸鉛的物質(zhì)的量為=$\frac{65g}{325g/mol}$=$\frac{65}{325}$mol，有機(jī)物的質(zhì)量為65g-44.6g=20.4g，此有機(jī)物分子內(nèi)應(yīng)含有四個(gè)碳原子，物質(zhì)的量為$\frac{65}{325}$mol，摩爾質(zhì)量為$\frac{20.4g}{\frac{65}{325}mol}$=102，根據(jù)原子守恒可知有機(jī)物的分子式為C₄H₆O₃，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為（CH₃CO）₂O；
故答案為：（CH₃COO）₂Pb $\frac{\underline{\;150-200℃\;}}{\;}$PbO+（CH₃CO）₂O；
（5）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⁺）=$\frac{2.500×1{0}^{-5}mol}{25.00ml×1{0}^{-3}L/mol}$=1.000×10^-3 mol•L^-1
Ksp（PbI₂）=c（Pb²⁺）•c²（I^-）=4c³（Pb²⁺）=4×（1.000×10^-3）³=4.000×10^-9，
故答案為：4.000×10^-9．

點(diǎn)評(píng) 本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，涉及反應(yīng)速率影響因素、難溶物溶解平衡、溶度積計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，側(cè)重考查學(xué)生分析計(jì)算能力，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．