Question

【题目】【2016新课标2】铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料。回答下列问题：

（1）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第 周期、第 族；PbO2的酸性比CO2的酸性 （填“强”或“弱”）。

（2）PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为 。

（3）PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为 ；PbO2也可以通过石墨为电极，Pb(NO3)2 和Cu(NO3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生反应的电极反应式为 ，阴极上观察到的现象是 ；若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极发生的电极反应式为 ，这样做的主要缺点是 。

（4）PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示，已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%（即样品起始质量—a点固体质量/样品起始质量×100%）的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2 ·nPbO，列式计算x值和m:n值 。

Answer 1

【答案】

（1）六 ⅣA 弱

（2）PbO2+4HCl(浓) PbCl2+Cl2↑+2H2O

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

石墨上包上铜镀层 Pb2＋+2e－ Pb↓ 不能有效利用Pb2＋

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

【解析】本题的解题要点为：首先要熟悉元素周期表的结构及常见元素在周期表中的位置，掌握元素周期律的内容及应用，掌握氧化还原化学方程式及离子方程式的书写原则，掌握电解原理的应用及电极反应式的书写原则，掌握与化学反应相关的图像分析方法及相关计算。其次要注意教材知识“氯气的实验室制法反应原理”等的迁移应用。做题时一定要认真审题，规范书写化学用语，如“族序数的写法”、“相关方程式的书写”，避免不必要的丢分。

（1）根据题给信息知，铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层，碳位于元素周期表第二周期、第ⅣA族，则铅在元素周期表的位置为第六周期、第ⅣA族；根据同主族元素性质递变规律：“同主族元素由上到下最高价氧化物水化物的酸性逐渐增强”判断，PbO2的酸性比CO2的酸性弱。

（2）根据题意知，PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体氯气，迁移教材中二氧化锰与浓盐酸的反应MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O知，反应的化学方程式为

PbO2+4HCl(浓) PbCl2+Cl2↑+2H2O。

（3）根据题给信息知，PbO与次氯酸钠溶液反应生成PbO2，铅元素化合价升高，发生氧化反应，则次氯酸钠中氯元素的化合价降低，发生还原反应，生成氯化钠，反应的离子方程式为

PbO+ClO－ PbO2+Cl－；根据题给信息知，电解池的阳极发生氧化反应，根据电极反应式的书写方法：①明确电极上主要的反应物和生成物②分析相关元素的化合价的变化，标出得失电子的数目③根据电解质溶液的性质利用H2O、H＋、OH－等相关微粒配平原子及电荷，该题中Pb2＋失2个电子被氧化生成PbO2，电极反应式为Pb2＋+2H2O—2e－ PbO2↓+4H＋，阴极上电解液中的阳离子放电，发生还原反应，根据放电顺序：Cu2＋＞Pb2＋知，阴极上Cu2＋放电，电极反应式为：Cu2＋+2e－ Cu↓，观察到的现象是石墨上包上铜镀层；若电解液中不加入Cu(NO3)2，则阴极上部分Pb2＋放电，电极反应式为Pb2＋+2e－ Pb↓，这样做的主要缺点是不能有效利用Pb2＋。

（4）根据题给信息知，PbO2在加热过程发生的反应为PbO2 PbOx+（2—x/2）O2↑，a点为样品失重4.0%，则有（2—x/2）×32=239×4.0%，x=2—（239×4.0%/16）=1.4，根据mPbO2 ·nPbO，2m+n/m+n=1.4，m:n=2/3。