Question

1．鉛及其化合物可用于蓄電池、耐酸設(shè)備及X射線防護(hù)材料等，回答下列問題：
（1）鉛與碳是同族元素，則下列說法正確的是ad．
a．主要化合價(jià)為+2、+4
b．同族的Si與Ge（鍺）均為半導(dǎo)體材料，鉛也為半導(dǎo)體材料．
c．鉛的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)于碳酸
d．與同族的Ge（鍺）作比較：堿性Ge（OH）₄＜Pb（OH）₄，則金屬性Ge＜Pb，周期表中位置Pb在Ge下面．
e．同族的Ge（鍺）與鹽酸不反應(yīng)，Pb與鹽酸能反應(yīng)，則原子半徑Ge＞Pb
（2）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^-．
（3）瓦紐科夫法熔煉鉛，其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：
2PbS（s）+3O₂（g）=2PbO（s）+2SO₂（g）△H=a kJ?mol^-1
PbS（s）+2PbO（s）=3Pb（s）+SO₂（g）△H=b kJ?mol^-1
PbS（s）+PbSO₄（s）=2Pb（s）+2SO₂（g）△H=c kJ?mol^-1
反應(yīng)3PbS（s）+6O₂（g）=3PbSO₄（s）△H=2a+2b-3ckJ?mol^-1（用含a，b，c的代數(shù)式表示）．
（4）引爆導(dǎo)彈、核武器的工作電源通常Ca/PbSO₄熱電池，其裝置如圖1所示，該電池正極的電極反應(yīng)式為PbSO₄+2e^-=SO₄^2-+Pb．

（5）PbO₂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：（$\frac{樣品起始質(zhì)量-a點(diǎn)固體質(zhì)量}{樣品起始質(zhì)量}$×100%]的殘留固體．若a點(diǎn)固體組成表示為PbOx或mPbO₂•nPbO，列式計(jì)算x值1.4，和m：n值2：3．

Answer 1

分析 （1）a．鉛與碳是同族元素，最外層電子數(shù)為4，主要化合價(jià)為+2、+4；
b．鉛是金屬不是半導(dǎo)體材料；
c．同主族最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物形成的酸性減弱；
d．同主族從上到下金屬性增強(qiáng)，形成最高價(jià)氫氧化物的堿性增強(qiáng)；
e．同族的Ge（鍺）與鹽酸反應(yīng)，Pb與鹽酸能反應(yīng)，原子半徑從上到下依次增大；
（2）PbO和次氯酸鈉反應(yīng)生成二氧化鉛和氯化鈉；
（3）根據(jù)蓋斯定律書寫目標(biāo)熱化學(xué)方程式；
（4）原電池電極反應(yīng)方程式的書寫，首先根據(jù)裝置圖，判斷正負(fù)極，然后書寫正極電極反應(yīng)方程式；
（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）a．鉛與碳是同族元素，最外層電子數(shù)為4，主要化合價(jià)為+2、+4，故a正確；
b．同族的Si與Ge（鍺）均為半導(dǎo)體材料，鉛是金屬不是半導(dǎo)體材料，故b錯(cuò)誤；
c．同主族最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物形成的酸性減弱，鉛的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性弱于碳酸，故c錯(cuò)誤；
d．同主族從上到下金屬性增強(qiáng)，形成最高價(jià)氫氧化物的堿性增強(qiáng)，與同族的Ge（鍺）作比較：堿性Ge（OH）₄＜Pb（OH）₄，則金屬性Ge＜Pb，周期表中位置Pb在Ge下面，故d正確；
e．同族的Ge（鍺）與鹽酸反應(yīng)，Pb與鹽酸能反應(yīng)，則原子半徑Ge＜Pb，故e錯(cuò)誤；
故答案為：ad；
（2）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^-；
（3）已知：①2PbS（s）+3O₂（g）=2PbO（s）+2SO₂（g）△H=a kJ•mol^-1
②PbS（s）+2PbO（s）=3Pb（s）+SO₂（g）△H=b kJ•mol^-1
③PbS（s）+PbSO₄（s）=2Pb（s）+2SO₂（g）△H=c kJ•mol^-1
將①×2+②×2-③×3可得反應(yīng)3PbS（s）+6O₂（g）=3PbSO₄（s）
根據(jù)蓋斯定律△H=2△H₁+2△H₂-3△H₃=（2a+2b-3c）kJ•mol^-1
故答案為：2a+2b-3c；
（4）根據(jù)裝置圖，判斷正極為PbSO₄發(fā)生還原反應(yīng)，故答案為PbSO₄+2e^-=SO₄^2-+Pb，故答案為：PbSO₄+2e^-=SO₄^2-+Pb；
（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↑，$\frac{2-x}{2}$×32=239×4.0%，x=1.4；
若組成為mPbO₂•nPbO，根據(jù)原子守恒得，O原子和Pb原子的比值=x=$\frac{2m+n}{m+n}$=1.4，得m：n=2：3，
故答案為：1.4；2：3；

點(diǎn)評(píng) 本題考查碳族元素性質(zhì)，題目難度中等，涉及蓋斯定律的應(yīng)用、離子反應(yīng)、電解原理等知識(shí)點(diǎn)，注意原電池原理、原子守恒、周期表中遞變規(guī)律的分析應(yīng)用．