Question

【題目】鉛是一種金屬元素，可用作耐酸腐蝕、蓄電池等的材料。其合金可作鉛字、軸承、電纜包皮之用，還可做體育運動器材鉛球等。

(1)鉛元素位于元素周期表第六周期IVA。IVA中原子序數(shù)最小的元素的原子有_______種能量不同的電子，其次外層的電子云有_______種不同的伸展方向。

(2)與鉛同主族的短周期元素中，其最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性最強的是______（填化學(xué)式），氣態(tài)氫化物沸點最低的是_____________（填化學(xué)式）。

(3)配平下列化學(xué)反應(yīng)方程式，把系數(shù)以及相關(guān)物質(zhì)(寫化學(xué)式)填寫在空格上， 并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。

__PbO2+___MnSO4+___HNO3 →___HMnO4+___Pb(NO3)2+___PbSO4↓+____ ____

(4)把反應(yīng)后的溶液稀釋到1 L，測出其中的Pb2+的濃度為0.6 mol·L-1，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_______個。

(5)根據(jù)上述反應(yīng)，判斷二氧化鉛與濃鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式正確的是_______

A. PbO2+4HCl→PbCl4+2H2O B. PbO2+4HCl→PbCl2+ Cl2↑+2H2O

C. PbO2+2HCl+2H+→PbCl2+2H2O D. PbO2+4HCl→PbCl2+2OH-

Answer 1

【答案】3 1 H2CO3 CH4 5 2 6 2 3 2 2H2O 2NA B

【解析】

(1)IVA中原子序數(shù)最小的元素的原子為C，其核外電子排布式為1s22s22p2，則碳原子有1s、2s和3p三種能量不同的電子；C的次外層為s軌道，為球形對稱結(jié)構(gòu)；

(2)元素的非金屬性越強，其最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性越強；同一主族元素中，氫化物的相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，其沸點越高；

(3)根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價升降相等配平，然后利用單線橋表示出該反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目；

(4)根據(jù)n=c·V計算出鉛離子的物質(zhì)的量，根據(jù)反應(yīng)計算出硫酸鉛的物質(zhì)的量，再根據(jù)化合價變化計算出轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量及數(shù)目；

(5)根據(jù)(3)可知二氧化鉛的氧化性大于氯氣，二氧化鉛與濃鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氯化鉛、氯氣和水，據(jù)此進行判斷。

(1)IVA中原子序數(shù)最小的元素為C，C原子核外有6個電子，其核外電子排布式為1s22s22p2，則碳原子有1s、2s和3p三種能量不同的電子；C的次外層為1s軌道，為球形對稱結(jié)構(gòu)，只存在1種不同的伸展方向；

(2)IVA中非金屬性最強的為C，則其最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性最強，該物質(zhì)為碳酸，其化學(xué)式為：H2CO3；

對于結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，物質(zhì)的熔沸點就越高。IVA族元素中，CH4的相對分子質(zhì)量最小，則其沸點最低；

(3)PbO2中Pb的化合價從+4變?yōu)?/span>+2價，化合價降低2價；MnSO4中錳元素化合價從+2變?yōu)?/span>+7，化合價升高5價，則化合價變化的最小公倍數(shù)為10，所以二氧化鉛的系數(shù)為5，硫酸錳的稀釋為2，然后利用質(zhì)量守恒定律可知生成物中未知物為H2O，配平后的反應(yīng)為：5PbO2+2MnSO4+6HNO3=2HMnO4+3Pb(NO3)2+2PbSO4↓+2H2O，用單線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目為：；

(4)把反應(yīng)后的溶液稀釋到1 L，測出其中的Pb2+的濃度為0.6 mol/L，則反應(yīng)生成鉛離子的物質(zhì)的量為：n(Pb2+)=c·V=0.6 mol/L×1 L=0.6 mol，硫酸鉛中鉛離子的物質(zhì)的量為0.4 mol，則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為：(0.6+0.4) mol×(4-2)=2 mol，反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為2NA；

(5)根據(jù)(3)可知氧化性：PbO2>HMnO4，而HMnO4能夠氧化Cl-，所以PbO2能夠氧化Cl-，二者反應(yīng)的化學(xué)方程式為：PbO2+4HCl→PbCl2+Cl2↑+2H2O，故合理選項是B正確。