Question

5．鉛分布廣泛，容易提取，易于加工，為人類使用的第一種金屬．
（1）鉛在元素周期表的位置為第六周期第IVA族．
（2）煉鉛和用鉛都會(huì)使水體因重金屬鉛的含量大而造成嚴(yán)重污染．水溶液中鉛的存在形態(tài)主要有Pb²⁺、Pb（OH）⁺、Pb（OH）₂、Pb（OH）₃^-、Pb（OH）₄^2-．各形態(tài)鉛的濃度分?jǐn)?shù)x與溶液pH變化的關(guān)系如圖1所示．

①向含Pb²⁺的溶液中逐滴滴加NaOH，溶液變渾濁，繼續(xù)滴加NaOH溶液又變澄清；pH≥13時(shí)，溶液中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為Pb（OH）₃^-+HO^-=Pb（OH）₄^2-
②科研小組發(fā)現(xiàn)一種新型試劑DH（s）去除Pb²⁺的效果最好，可除去水中的痕量鉛和其他雜質(zhì)離子．若DH（s）在脫鉛過程中發(fā)生的主要反應(yīng)為2DH（s）+Pb²⁺?D₂Pb（s）+2H⁺，則脫鉛時(shí)最合適的pH約為6． 
（3）PbO₂可由PbO與次氯酸鈉溶液反應(yīng)制得，反應(yīng)的離子方程式為PbO+ClO^-=PbO₂+Cl^-．
（4）PbO₂也可以通過石墨電極電解Pb（NO₃）₂和Cu（NO₃）₂的溶液制取．陽極的電極反應(yīng)式為Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂↓+4H⁺，陰極上觀察到的現(xiàn)象是石墨上紅色物質(zhì)析出：若電解液中不加入Cu（NO₃）₂，陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為Pb²⁺+2e^-=Pb↓．這樣做的主要缺點(diǎn)是Pb²⁺的利用率降低．
（5）Pb0₂在加熱過程發(fā)生分解的失重曲線如圖2所示．已知失重曲線上的a點(diǎn)為樣品失重4.0%（即 $\stackrel{樣品起始質(zhì)量-a點(diǎn)固體質(zhì)量}{\overline{樣品起始質(zhì)量}}$×100%）的殘留固體，若a點(diǎn)固體組成可表示為mPbO₂•nPbO，則m：n=2：3（近似最簡整數(shù)比）．

Answer 1

分析 （1）鉛與碳同一主族，在周期表中位于第六周期；
（2）①pH≥13時(shí)，Pb（OH）₃^-濃度減小，Pb（OH）₄^2-濃度增大，Pb（OH）₃^-與氫氧根離子結(jié)合為Pb（OH）₄^2-；
②參加反應(yīng)的是Pb²⁺，由圖象可知，選擇PH要使鉛全部以Pb²⁺形式存在；
（3）PbO和次氯酸鈉反應(yīng)生成二氧化鉛和氯化鈉；
（4）陽極上Pb²⁺失去電子，得到PbO₂，需要水參與反應(yīng)，同時(shí)生成氫離子，陰極上，Cu²⁺獲得電子生成Cu，附著在石墨電極上；
若電解液中不加入Cu（NO₃）₂，陰極上Pb²⁺獲得電子生成Pb，Pb²⁺生成PbO₂的利用率降低；
（5）若a點(diǎn)固體組成表示為PbO_x，根據(jù)PbO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbO_x+$\frac{2-x}{2}$O₂↑列方程計(jì)算x的值；若組成表示為mPbO₂•nPbO，則O原子與Pb原子的比值為x，據(jù)此計(jì)算解答．

解答 解：（1）鉛與碳同一主族，位于第IVA族，在周期表中位于第六周期；
故答案為：第六周期第IVA族；
（2）①pH≥13時(shí)，Pb（OH）₃^-濃度減小，Pb（OH）₄^2-濃度增大，Pb（OH）₃^-與氫氧根離子結(jié)合為Pb（OH）₄^2-，反應(yīng)離子方程式為：Pb（OH）₃^-+HO^-=Pb（OH）₄^2-，
故答案為：Pb（OH）₃^-+HO^-=Pb（OH）₄^2-；
②反應(yīng)為2EH（s）+Pb²⁺?E₂Pb（s）+2H⁺，參加反應(yīng)的是Pb²⁺，由圖象可知，選擇PH要使鉛全部以Pb²⁺形式存在，則脫鉛時(shí)最合適的pH約6，
故答案為：6；
（3）PbO和次氯酸鈉反應(yīng)生成二氧化鉛和氯化鈉，離子方程式為PbO+ClO^-=PbO₂+Cl^-，
故答案為：PbO+ClO^-=PbO₂+Cl^-；
（4）陽極上Pb²⁺失去電子，得到PbO₂，需要水參與反應(yīng)，同時(shí)生成氫離子，電極反應(yīng)式為：Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂↓+4H⁺，陰極上，Cu²⁺獲得電子生成Cu，附著在石墨電極上，即石墨上紅色物質(zhì)析出；
若電解液中不加入Cu（NO₃）₂，陰極上Pb²⁺獲得電子生成Pb，陰極電極反應(yīng)式為：Pb²⁺+2e^-=Pb↓，Pb²⁺的利用率降低；
故答案為：Pb²⁺+2H₂O-2e^-=PbO₂↓+4H⁺；石墨上紅色物質(zhì)析出；Pb²⁺+2e^-=Pb↓；Pb²⁺的利用率降低；
（5）若a點(diǎn)固體組成表示為PbO_x，根據(jù)PbO₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$PbO_x+$\frac{2-x}{2}$O₂↑有：$\frac{2-x}{2}$×32=239×4.0%，解得x=1.4，
若組成表示為mPbO₂•nPbO，則O原子與Pb原子的比值為x，則$\frac{2m+n}{m+n}$=1.4，整理得m：n=2：3，
故答案為：2：3．

點(diǎn)評 本題考查碳族元素性質(zhì)，題目難度中等，涉及物質(zhì)的量的有關(guān)計(jì)算、離子反應(yīng)、電解原理等知識點(diǎn)，注意（4）中陽極、陰極電極反應(yīng)式的書寫，注意（5）中的計(jì)算，為易錯(cuò)點(diǎn)，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．