Question

13．PbO₂及2PbCO₃•Pb（OH）₂（堿式碳酸鉛）均是生產(chǎn)鉛酸蓄電池正極的原料．
（1）PbO₂可由NaClO氧化Pb（NO₃）₂溶液得到．
①Pb（NO₃）₂被氧化為PbO₂的離子方程式為Pb²⁺+ClO^-+H₂O=PbO₂↓+Cl^-+2H⁺．
②Pb（NO₃）₂溶液中通入H₂S發(fā)生Pb²⁺（aq）+H₂S（aq）?PbS（s）+2H⁺（aq），直至平衡，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=2.6×10⁶1已知：Ksp（PbS）=3.55×10^-28；H₂S電離常數(shù)Ka₁=1.3×10^-7，Ka₂=7.1×10^-15]．
（2）制備堿式碳酸鉛的實(shí)驗(yàn)步驟如圖1：

①“碳化”時，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3[（CH₃COO）₂Pb•Pb（OH）₂]+2CO₂=3（CH₃COO）₂Pb+2PbCO₃•Pb（OH）₂↓+2H₂O．
②“洗滌”時，經(jīng)水洗滌后再用酒精洗滌的目的是除去沉淀表面附著的水并促進(jìn)其快速干燥．
（3）為確定2PbCO₃•Pb（OH）₂（相對式量：775）的熱分解過程，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：稱取一定量（2）實(shí)驗(yàn)制得的樣品放在熱重分析儀中，在氬氣流中熱分解，測得樣品的固體殘留率（固體樣品的剩余質(zhì)量/固體樣品的起始質(zhì)量×100%）隨溫度的變化如圖2所示．
①A→B過程中，從體系中逸出的分解產(chǎn)物（化合物）為H₂O（填化學(xué)式）；C→D過程中，從體系中逸出的分解產(chǎn)物（化合物）為CO₂（填化學(xué)式）．
②根據(jù)圖中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計算并確定E點(diǎn)殘留固體的化學(xué)式（寫出計算過程）．

Answer 1

分析 （1）①Pb（NO₃）₂被NaClO氧化為PbO₂，NaClO被還原成氯離子，據(jù)此書寫反應(yīng)的離子方程式；
②根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物濃度的系數(shù)次冪之積除以反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪之積計算平衡常數(shù)；
（2）制備堿式碳酸鉛的流程為用氧化鉛與醋酸反應(yīng)生成CH₃COO）₂Pb•Pb（OH）₂，再用CH₃COO）₂Pb•Pb（OH）₂與二氧化碳反應(yīng)生成2PbCO₃•Pb（OH）₂，經(jīng)過濾后先用水洗滌，再用酒精洗滌，以除去表面的水份同時可以快速干燥，得純凈2PbCO₃•Pb（OH）₂的產(chǎn)品；
（3）根據(jù)圖可知加熱后得固體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)合2PbCO₃•Pb（OH）₂的相對式量：775，可知加熱過程中產(chǎn)生的物質(zhì)及剩余的固體的成份．

解答 解：（1）①Pb（NO₃）₂被NaClO氧化為PbO₂，NaClO被還原成氯離子，反應(yīng)的離子方程式為Pb²⁺+ClO^-+H₂O=PbO₂↓+Cl^-+2H⁺，
故答案為：Pb²⁺+ClO^-+H₂O=PbO₂↓+Cl^-+2H⁺；
②根據(jù)反應(yīng)Pb²⁺（aq）+H₂S（aq）?PbS（s）+2H⁺（aq），平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（{H}^{+}）}{c（{H}_{2}S）c（P^{2+}）}$=$\frac{K{a}_{1}×K{a}_{2}}{Ksp（PbS）}$=2.6×10⁶，
故答案為：2.6×10⁶；
（2）①“碳化”時，用CH₃COO）₂Pb•Pb（OH）₂與二氧化碳反應(yīng)生成2PbCO₃•Pb（OH）₂，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 3[（CH₃COO）₂Pb•Pb（OH）₂]+2CO₂=3（CH₃COO）₂Pb+2PbCO₃•Pb（OH）₂↓+2H₂O，
故答案為：3[（CH₃COO）₂Pb•Pb（OH）₂]+2CO₂=3（CH₃COO）₂Pb+2PbCO₃•Pb（OH）₂↓+2H₂O；
②“洗滌”時，經(jīng)水洗滌后再用酒精洗滌的目的是除去表面的水份同時可以快速干燥，得純凈2PbCO₃•Pb（OH）₂的產(chǎn)品，
故答案為：除去沉淀表面附著的水并促進(jìn)其快速干燥；
（3）①根據(jù)圖可知加熱后得固體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)合2PbCO₃•Pb（OH）₂的相對式量：775，所以1mol2PbCO₃•Pb（OH）₂的質(zhì)量為775g，A→B過程中，$\frac{△{m}_{1}}{M[2PbCO{\;}_{3}•Pb（OH）{\;}_{2}]}=\frac{△{m}_{1}}{775g}$=1-0.9768，所以△m₁=18g，減少的是H₂O；C→D過程中，$\frac{△{m}_{2}}{775g}$=0.9768-0.9200，所以△m₂=44g，減少的是CO₂，
故答案為：H₂O；CO₂；
②1mol2PbCO₃•Pb（OH）₂的質(zhì)量為775g，A→B過程中，$\frac{△{m}_{1}}{M[2PbCO{\;}_{3}•Pb（OH）{\;}_{2}]}=\frac{△{m}_{1}}{775g}$=1-0.9768，所以△m₁=18g，減少的是H₂O；C→D過程中，$\frac{△{m}_{2}}{775g}$=0.9768-0.9200，所以△m₂=44g，減少的是CO₂；D→E過程中，$\frac{△m{\;}_{3}}{775g}$=0.9200-0.8632，△m₃=44g，減少的是CO₂，2PbCO₃•Pb（OH）₂共脫去1個H₂O及2個CO₂，故E點(diǎn)殘留固體為PbO，
答：E點(diǎn)殘留固體的化學(xué)式為PbO．

點(diǎn)評 本題考查了探究物質(zhì)組成、測量物質(zhì)含量及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計，題目難度中等，注意掌握物質(zhì)的性質(zhì)及檢驗(yàn)方法，正確分析曲線變化為解答本題的關(guān)鍵，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力．