Question

3．錫、鉛均是第ⅣA 族元素．在溶液中Pb²⁺很穩(wěn)定而為Pb⁴⁺不穩(wěn)定．
（1）加熱條件下用CO還原PbO可得到單質(zhì)鉛．己知：
①2Pb（s）+O2（g）=2PbO（s）△H=-438kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ/mol
則CO還原PbO的熱化學(xué)方程式為CO（g）+PbO（s）=Pb（s）+CO（g）△H=-64kJ/mol．
（2）硝酸鉛與錫可發(fā)生置換反應(yīng)：Pb²⁺+Sn?Pb+Sn²⁺，常溫下，反應(yīng)過程中金屬離子（R²⁺表示Pb²⁺、Sn²⁺）濃度隨時(shí)間的變化情況如圖所示：
①t₁、t₂時(shí)刻生成Sn²⁺速率較大的是t₁．
②若將500ml 1.2mol/LPb（NO₃）₂與2.4mol/LSn（NO₃）₂等體積混合后，再向溶液中加入0.2molPb、0.2molSn，此時(shí)v（正）＞v（逆）（填“＞”、“＜”）．
（3）消除廢水中Pb²⁺造成污染的方法有多種，其中之一是將其轉(zhuǎn)化為沉淀，己知常溫下幾種鉛的難溶化合物的K_sp：K_sp[Pb（OH）₂]=1.2×10^-16，K_sp（PbS）=8×10^-28，從更有利于除去污水中Pb²⁺的角度看，處理效果最差的是將Pb²⁺轉(zhuǎn)化為Pb（OH）₂沉淀．若用FeS將Pb²⁺轉(zhuǎn)化為PbS，則相應(yīng)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)K=7.5×10⁹（己知K_sp（FeS）=6×10^-18）．
（4）鉛元素在生活中常用做鉛蓄電池，請(qǐng)寫出鉛蓄電池充電時(shí)的總反應(yīng)方程式：2PbSO₄（s）+2H₂O（l）=Pb（s）+PbO₂（s）+2H₂SO₄（aq）．

Answer 1

分析 （1）①2Pb（s）+O₂（g）=2PbO（s）△H=-438kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ/mol
$\frac{②-①}{2}$得，CO（g）+PbO（s）=Pb（s）+CO（g）△H=-64kJ/mol據(jù)此進(jìn)行分析；
（2）①t₁時(shí)刻生成Sn²⁺濃度變化比t₂時(shí)刻快；
②加入0.2molSn，使平衡正向移動(dòng)，故v（正）＞v（逆）；
（3）結(jié)合難溶化合物的K_sp進(jìn)行分析；K=$\frac{c（F{e}^{2+}）}{c（P^{2+}）}$據(jù)此進(jìn)行計(jì)算；
（4）鉛元素在生活中常用做鉛蓄電池，請(qǐng)寫出鉛蓄電池充電時(shí)的總反應(yīng)方程式2PbSO₄（s）+2H₂O（l）=Pb（s）+PbO₂（s）+2H₂SO₄（aq）．

解答 解：（1）①2Pb（s）+O₂（g）=2PbO（s）△H=-438kJ/mol
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566kJ/mol
$\frac{②-①}{2}$得，CO（g）+PbO（s）=Pb（s）+CO（g）△H=-64kJ/mol，
故答案為：CO（g）+PbO（s）=Pb（s）+CO（g）△H=-64kJ/mol；
（2）①t₁時(shí)刻生成Sn²⁺濃度變化比t₂時(shí)刻快，故t₁、t₂時(shí)刻生成Sn²⁺速率較大的是t₁，
故答案為：t₁；
②加入0.2molSn，使平衡正向移動(dòng)，故v（正）＞v（逆），
故答案為：＞；
（3）結(jié)合難溶化合物的K_sp，K_sp更小，更難溶，故從更有利于除去污水中Pb²⁺的角度看，處理效果最差的是將Pb²⁺轉(zhuǎn)化為Pb（OH）₂沉淀；
FeS+Pb²⁺=PbS+Fe²⁺，則K=$\frac{c（F{e}^{2+}）}{c（P^{2+}）}$=$\frac{c（F{e}^{2+}）c（{S}^{2-}）}{c（P^{2+}）c（{S}^{2-}）}$=$\frac{KspFeS}{KspPbS}$=$\frac{6×1{0}^{-18}}{8×1{0}^{-28}}$=7.5×10⁹；
故答案為：Pb（OH）₂；7.5×10⁹；
（4）鉛元素在生活中常用做鉛蓄電池，請(qǐng)寫出鉛蓄電池充電時(shí)的總反應(yīng)方程式2PbSO₄（s）+2H₂O（l）=Pb（s）+PbO₂（s）+2H₂SO₄（aq），
故答案為：2PbSO₄（s）+2H₂O（l）=Pb（s）+PbO₂（s）+2H₂SO₄（aq）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查熱化學(xué)方程式的書寫，平衡的移動(dòng)，平衡常數(shù)的計(jì)算，電極方程式的書寫等，本題難度中等．