Question

2．PbO₂受熱分解為Pb的+4和+2價(jià)的混合氧化物，+4價(jià)的Pb能氧化濃鹽酸生成Cl₂；現(xiàn)將1mol PbO₂加熱分解得到O₂，向剩余固體中加入足量的濃鹽酸得到Cl₂，O₂和Cl₂的物質(zhì)的量之比為1：1，則剩余固體的組成及物質(zhì)的量比可能是（　　）

• A． 1：2：1混合的PbO₂、Pb₃O₄、PbO
• B． 1：3：2混合的PbO₂、Pb₃O₄、PbO
• C． 1：1：1混合的PbO₂、Pb₃O₄、PbO
• D． 2：1：1混合的PbO₂、Pb3O₄、PbO

Answer 1

分析 PbO₂受熱分解得到氧氣和鉛的氧化物的混合物（Pb為+4、+2價(jià)），該混合物再與鹽酸作用時(shí)，+4價(jià)Pb還原為+2價(jià)，Cl^-被氧化為Cl₂，此時(shí)得到溶液為PbCl₂溶液，利用“電子轉(zhuǎn)移守恒”知1molPbO₂在上述轉(zhuǎn)化過(guò)程中共轉(zhuǎn)移2mole^-，設(shè)該過(guò)程得到O₂的物質(zhì)的量為xmol，則Cl₂的物質(zhì)的量為xmol，利用電子轉(zhuǎn)移守恒計(jì)算x的值，進(jìn)而確定PbO₂加熱分解后的物質(zhì)中n（Pb）：n（O），據(jù)此判斷．

解答 解：解法一．PbO₂受熱分解得到氧氣和鉛的氧化物的混合物（Pb為+4、+2價(jià)），該混合物再與鹽酸作用時(shí)，+4價(jià)Pb還原為+2價(jià)，Cl^-被氧化為Cl₂，此時(shí)得到溶液為PbCl₂溶液，利用“電子轉(zhuǎn)移守恒”知1molPbO₂在上述轉(zhuǎn)化過(guò)程中共轉(zhuǎn)移電子為1mol×（4-2）=2mol，
設(shè)該過(guò)程得到O₂的物質(zhì)的量為xmol，
則Cl₂的物質(zhì)的量為xmol，
利用電子轉(zhuǎn)移守恒有：x×4+x×2=2，
解得x=$\frac{1}{3}$，
故1mol PbO₂在受熱分解過(guò)程中產(chǎn)生O₂為$\frac{1}{3}$mol，
利用原子守恒可知受熱后的剩余固體中n（O）=2mol-$\frac{1}{3}$mol×2=$\frac{4}{3}$mol，
所以剩余固體中n（Pb）：n（O）=1mol：$\frac{4}{3}$mol=3：4，
A、1：2：1混合的PbO₂、Pb₃O₄、PbO，n（Pb）：n（O）=（1+6+1）：（2+8+1）=8：11，故A錯(cuò)誤；
B、1：3：2混合的PbO₂、Pb₃O₄、PbO，n（Pb）：n（O）=（1+9+2）：（2+12+2）=3：4，故B正確；
C、1：1：1混合的PbO₂、Pb₃O₄、PbO，n（Pb）：n（O）=（1+3+1）：（2+4+1）=5：7，故C錯(cuò)誤；
D、2：1：1混合的PbO₂、Pb3O₄、PbO，n（Pb）：n（O）=（4+3+1）：（4+4+1）=8：9，故D錯(cuò)誤；
故選：B．
解法二：PbO₂受熱分解產(chǎn)生的二價(jià)Pb和O₂的關(guān)系為：2PbO～O₂，四價(jià)Pb和濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生Cl₂，根據(jù)電子守恒可列式PbO₂～Cl₂，已知：O₂和Cl₂的物質(zhì)的量之比為1：1，則PbO：PbO₂=2：1，根據(jù)選項(xiàng)分析，B符合題意；
故選B．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)元素化合物轉(zhuǎn)化考查氧化還原反應(yīng)計(jì)算、分析推理能力，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒來(lái)分析解答即可，難度中等．