Question

PbO₂是褐色固體，受熱分解為Pb的+4和+2價的混合氧化物，+4價的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3：2，則剩余固體的組成及物質(zhì)的量比是（　　）

A．1：2混合的Pb₃O₄、PbO

B．1：2混合的PbO₂、Pb₃O₄

C．1：4：1混合的PbO₂、Pb₃O₄、PbO

D．1：1：4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），該混合物再與鹽酸作用時，+4價Pb還原為+2價，Cl^-被氧化為Cl₂，此時得到溶液為PbCl₂溶液，利用“電子轉(zhuǎn)移守恒”知1molPbO₂在上述轉(zhuǎn)化過程中共轉(zhuǎn)移2mole^-，設(shè)該過程得到O₂的物質(zhì)的量為3xmol，則Cl₂的物質(zhì)的量為2xmol，利用電子轉(zhuǎn)移守恒計算x的值，進而確定PbO₂加熱分解后的物質(zhì)中n（Pb）：n（O），據(jù)此判斷．

解答：解：PbO₂受熱分解得到氧氣和鉛的氧化物的混合物（Pb為+4、+2價），該混合物再與鹽酸作用時，+4價Pb還原為+2價，Cl^-被氧化為Cl₂，此時得到溶液為PbCl₂溶液，利用“電子轉(zhuǎn)移守恒”知1molPbO₂在上述轉(zhuǎn)化過程中共轉(zhuǎn)移電子為1mol×（4-2）=2mol，
設(shè)該過程得到O₂的物質(zhì)的量為3xmol，
則Cl₂的物質(zhì)的量為2xmol，
利用電子轉(zhuǎn)移守恒有：3x×4+2x×2=2，
解得x=0.125，
故1mol PbO₂在受熱分解過程中產(chǎn)生O₂為0.125mol×3=0.375mol，
利用原子守恒可知受熱后的剩余固體中n（O）=2mol-0.375mol×2=1.25mol，
所以剩余固體中n（Pb）：n（O）=1mol：1.25mol=4：5，
A、1：2混合的Pb₃O₄、PbO，n（Pb）：n（O）=（3+1）：2（4+1）=2：5，故A錯誤；
B、1：2混合的PbO₂、Pb₃O₄，n（Pb）：n（O）=（1+6）：（2+8）=7：10，故B錯誤；
C、1：4：1混合的PbO₂、Pb₃O₄、PbO，n（Pb）：n（O）=（1+12+1）：（2+16+1）=14：19，故C錯誤；
D、1：1：4混合的PbO₂、Pb₃O₄、PbO，n（Pb）：n（O）=（1+3+4）：（2+4+4）=4：5，故D正確；
故選：D．

點評：本題通過元素化合物轉(zhuǎn)化考查氧化還原反應(yīng)計算、分析推理能力，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒來分析解答即可，難度中等．