Question

【題目】【2016新課標2】鉛及其化合物可用于蓄電池、耐酸設備及X射線防護材料。回答下列問題：

（1）鉛是碳的同族元素，比碳多4個電子層。鉛在元素周期表的位置為第 周期、第 族；PbO2的酸性比CO2的酸性 （填“強”或“弱”）。

（2）PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體，反應的化學方程式為 。

（3）PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應制得，反應的離子方程式為 ；PbO2也可以通過石墨為電極，Pb(NO3)2 和Cu(NO3)2的混合溶液為電解液電解制取。陽極發生反應的電極反應式為 ，陰極上觀察到的現象是 ；若電解液中不加入Cu(NO3)2，陰極發生的電極反應式為 ，這樣做的主要缺點是 。

（4）PbO2在加熱過程發生分解的失重曲線如下圖所示，已知失重曲線上的a點為樣品失重4.0%（即樣品起始質量—a點固體質量/樣品起始質量×100%）的殘留固體。若a點固體組成表示為PbOx或mPbO2 ·nPbO，列式計算x值和m:n值 。

Answer 1

【答案】

（1）六 ⅣA 弱

（2）PbO2+4HCl(濃) PbCl2+Cl2↑+2H2O

（3）PbO+ClO－ PbO2+Cl－ Pb2＋+2H2O—2e－ PbO2↓+4H＋

石墨上包上銅鍍層 Pb2＋+2e－ Pb↓ 不能有效利用Pb2＋

（4）根據PbO2 PbOx+（2—x/2）O2↑，有（2—x/2）×32=239×4.0%，x=2—（239×4.0%/16）=1.4，根據mPbO2 ·nPbO，2m+n/m+n=1.4，m:n=2/3。

【解析】本題的解題要點為：首先要熟悉元素周期表的結構及常見元素在周期表中的位置，掌握元素周期律的內容及應用，掌握氧化還原化學方程式及離子方程式的書寫原則，掌握電解原理的應用及電極反應式的書寫原則，掌握與化學反應相關的圖像分析方法及相關計算。其次要注意教材知識“氯氣的實驗室制法反應原理”等的遷移應用。做題時一定要認真審題，規范書寫化學用語，如“族序數的寫法”、“相關方程式的書寫”，避免不必要的丟分。

（1）根據題給信息知，鉛是碳的同族元素，比碳多4個電子層，碳位于元素周期表第二周期、第ⅣA族，則鉛在元素周期表的位置為第六周期、第ⅣA族；根據同主族元素性質遞變規律：“同主族元素由上到下最高價氧化物水化物的酸性逐漸增強”判斷，PbO2的酸性比CO2的酸性弱。

（2）根據題意知，PbO2與濃鹽酸共熱生成黃綠色氣體氯氣，遷移教材中二氧化錳與濃鹽酸的反應MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O知，反應的化學方程式為

PbO2+4HCl(濃) PbCl2+Cl2↑+2H2O。

（3）根據題給信息知，PbO與次氯酸鈉溶液反應生成PbO2，鉛元素化合價升高，發生氧化反應，則次氯酸鈉中氯元素的化合價降低，發生還原反應，生成氯化鈉，反應的離子方程式為

PbO+ClO－ PbO2+Cl－；根據題給信息知，電解池的陽極發生氧化反應，根據電極反應式的書寫方法：①明確電極上主要的反應物和生成物②分析相關元素的化合價的變化，標出得失電子的數目③根據電解質溶液的性質利用H2O、H＋、OH－等相關微粒配平原子及電荷，該題中Pb2＋失2個電子被氧化生成PbO2，電極反應式為Pb2＋+2H2O—2e－ PbO2↓+4H＋，陰極上電解液中的陽離子放電，發生還原反應，根據放電順序：Cu2＋＞Pb2＋知，陰極上Cu2＋放電，電極反應式為：Cu2＋+2e－ Cu↓，觀察到的現象是石墨上包上銅鍍層；若電解液中不加入Cu(NO3)2，則陰極上部分Pb2＋放電，電極反應式為Pb2＋+2e－ Pb↓，這樣做的主要缺點是不能有效利用Pb2＋。

（4）根據題給信息知，PbO2在加熱過程發生的反應為PbO2 PbOx+（2—x/2）O2↑，a點為樣品失重4.0%，則有（2—x/2）×32=239×4.0%，x=2—（239×4.0%/16）=1.4，根據mPbO2 ·nPbO，2m+n/m+n=1.4，m:n=2/3。