【题目】铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料,已知Pb的化合价只有0、+2、+4。回答下列问题:
(1)PbO2和PbO的混合物中,Pb和O的物质的量之比为8:11,则混合物中,PbO2和PbO的物质的量之比为___。
(2)用足量的CO还原13.7g某铅氧化物,把生成的CO2全部通入到过量的澄清石灰水中,得到的沉淀干燥后质量为8.0g,则此铅氧化物的化学式可表示为___。
(3)PbO2具有强氧化性,能氧化浓HCl生成Cl2,+4价的Pb被还原成+2价的Pb,+2价的Pb不具备该性质,据下列信息回答问题:①将amolPbO2加热分解一段时间,生成PbO和O2;②将①所得固体加入足量的浓盐酸,收集产生的Cl2;已知在①加热一段时间后剩余的固体中,+2价的Pb占铅元素质量分数为x;则反应过程中生成的氧气和氯气物质的量总和是多少___?
(4)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如图所示,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___、___。
【答案】3:5 Pb3O4和PbO2·2PbO a(1-)mol x=1.4 m:n=2:3
【解析】
(1)设混合物中PbO2和PbO的物质的量分别为xmol和ymol,然后根据铅和氧的物质的量之比求解;
(2)沉淀干燥后质量8.0g为CaCO3的质量,据此求出CO2的物质的量,根据CO2的物质的量计算出铅氧化物中氧原子的物质的量及氧元素的质量,再计算出铅元素的质量即铅原子的物质的量,据此书写化学式;
(3)根据氧化还原反应的本质电子得失守恒求出n(O2)、n(Cl2),即得生成的氧气和氯气物质的量总和x的函数关系;
(4)若a点固体组成表示为PbOx,根据PbO2PbOx+O2↑列方程计算x的值;若组成表示为mPbO2nPbO,则O原子与Pb原子的比值为x,据此计算解答。
(1)设混合物中PbO2和PbO的物质的量分别为xmol和ymol,则(x+y):(2x+y)=8:11,解之得x:y=3:5;
(2)沉淀干燥后质量8.0g为碳酸钙质量,所以碳酸钙的物质的量为。氧化物中的氧原子被CO夺取生成CO2。根据碳元素、氧元素守恒,可知CO~O~CO2~CaCO3,所以铅氧化物中的氧原子的物质的量为0.08mol。氧元素的质量为0.08mol×16g/mol=1.28g,所以铅氧化物中的铅元素的质量为13.7g﹣1.28g=12.42g,铅原子的物质的量为=0.06mol。所以铅氧化物中铅原子与氧原子的物质的量之比为0.06mol:0.08mol=3:4,则此铅氧化物的化学式可表示为Pb3O4和PbO2·2PbO;
(3)根据题意:amolPbO2分解所得混合物中n(Pb2+)=axmol、n(Pb4+)=(1-x)amol。在反应过程中amolPbO2中+4价的Pb具有强氧化性作氧化剂,+4价的Pb最终全部降低为+2价。根据得失电子守恒:先加热分解生成O2,Pb的化合价从+4降低到+2,n(Pb2+)=axmol,则得到电子的物质的量为2axmol;O的化合价从-2升高到0,生成1molO2需要失去4mol电子,得n(O2)=amol=amol。后再与足量的浓盐酸反应生成Cl2,剩余的Pb(4价)全部转化为+2价,n(Pb4+)=(1-x)amol,则得到电子的物质的量为2(1-x)amol,生成1molCl2,需要转移2mol电子,得n(Cl2)=mol=(1-x)amol,所以n(O2)+n(Cl2)=amol+(1-x)amol=(1-)amol;
(4)若a点固体组成表示为PbOx,根据PbO2PbOx+O2↑有:×32=239×4.0%,解得x=1.4,若组成表示为mPbO2nPbO,则O原子与Pb原子的比值为x,则=1.4,整理得m:n=2:3。
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【题目】下列说法或有关化学用语的使用正确的是( )
A.在基态多电子原子中,p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量
B.Fe原子的外围电子排布图为
C.氧的电负性比氮大,故氧元素的第一电离能比氮元素的第一电离能大
D.铜原子的外围电子排布式为3d94s2
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【题目】工业制硫酸工艺的催化氧化反应原理是:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0,起始以相同的物质的量进行投料,测得SO2在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.温度:T1>T2>T3
B.正反应速率:υ(a)>υ(c)、υ(b)>υ(d)
C.平均摩尔质量:M(a)>M(c)、M(b)>M(d)
D.平衡常数:K(a)>K(c)、K(b)>K(d)
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【题目】通过学习,同学们对宏观辨识与微观探析,变化观念与平衡思想等学科素养有了进一步的认识和理解。请根据所学知识回答下列问题:
(1)FeCl3溶液呈________性(填“酸”、“中”或“碱”),原因是__________________(用离子方程式表示);若把FeCl3溶液蒸干,灼烧,最后得到固体产物是 ____________,原因是________________________________________________。
(2)将1L 0.2 mol·L-1HA溶液与1L 0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积变化忽略不计),测得混合溶液中c(Na+)>c(A-),则混合溶液中c(HA)+c(A-)_____0.1 mol·L-1(填“>”、“<”或“=”)。
(3)浓度均为0.1 mol/L的四种溶液①氯化铵溶液、②碳酸氢铵溶液、③氨水、④硫酸氢铵中,NH4+浓度由大到小的顺序为_______________________________。
(4)铅蓄电池是典型的可充电型电池,电池总反应式为:Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O。放电时,负极的电极反应式是__________________________;充电时,当外电路通过1 mol电子时,理论上正极板的质量减少________________g。
(5)已知:常温下,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38。
①常温下,某酸性MgCl2溶液中含有少量的FeCl3 ,为了得到纯净的MgCl2·2H2O晶体,应加入________(填化学式),调节溶液的pH=4,使溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c(Fe3+)=________mol·L-1。
②常温下,若将0.01 mol·L-1 MgCl2溶液与________ mol·L-1 NaOH溶液等体积混合时有沉淀生成。
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【题目】某含C、H、O三种元素的有机物M的相对分子质量小于100,经燃烧分析实验测定该有机物碳的质量分数为40%,氢的质量分数为6.7%。由此所得结论正确的是( )
A.M的分子式为CH2O
B.M的实验式为CHO
C.M不可能是2-羟基丙酸
D.M可能是饱和一元羧酸
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【题目】设NA为阿伏加德罗常数值。下列有关叙述正确的是
A. 标准状况下,11.2L14CO2含有的中子数为11NA
B. 5.6gFe粉与足量S粉加热充分反应转移的电子数为0.2NA,
C. 1molNa2O2固体中所含离子数目为4NA
D. 1LpH=6的纯水中含有OHˉ的数目为10-8NA
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【题目】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。四种元素形成的单质依次为m、n、p、q;这些元素组成的二元化合物r、t、u,其中u为形成酸雨的主要物质之一;25℃时,0.01mol/L的v溶液中pH=12。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 原子半径的大小:W>Z>Y>X
B. v能抑制水的电离而u能促进水的电离
C. 粘有q的试管可用酒精洗涤
D. Z分别与Y、W组成的化合物中化学健类型可能相同
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【题目】硫酸的产量是衡量一个国家化工水平的标志。2004年我国催化剂硫酸产量即已位居世界第一。是工业制硫酸的重要反应。在催化加热条件下,向恒容密闭容器中充入和,测得浓度(c)随时间(t)的变化关系如图所示。
【1】在0~1h(小时)内,用浓度变化表示该反应的平均速率是____________
A.B.
C.D.
【2】为加快该反应的速率,下列措施可行的是___________
A.降低温度B.使用更高效的催化剂
C.减小的浓度D.减小的浓度,
【3】关于时刻的反应体系,下列说法正确的是____________
A.反应完全停止B.已完全转化为
C.反应未达到平衡状态D.的浓度均不再变化
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【题目】含苯酚的工业废水的处理流程如图所示。
(1)①流程图设备Ⅰ中进行的是操作________(填写操作名称)。实验室里这一步操作可以用_______(填仪器名称)进行。
②由设备Ⅱ进入设备Ⅲ的物质A是______________(填化学式,下同)。由设备Ⅲ进入设备Ⅳ的物质B是___________。
③在设备Ⅲ中发生反应的化学方程式为_____________________。
④在设备Ⅳ中,物质B的水溶液和CaO反应后,产物是NaOH、H2O和______。通过 _________________(填操作名称)操作,可以使产物相互分离。
⑤图中,能循环使用的物质是_______、_____________C6H6和CaO。
(2)为了防止水源污染,用简单而又现象明显的方法检验某工厂排放的污水中有无苯酚,此方法是____________。
从废水中回收苯酚的方法是①用有机溶剂萃取废液中的苯酚;②加入某种药品的水溶液使苯酚与有机溶剂脱离;③加入某物质又析出苯酚。试写出②、③两步的反应方程式:_________________________。
(3)为测定废水中苯酚的含量,取此废水100 mL,向其中加入浓溴水至不再产生沉淀为止,得到沉淀0.331 g,求此废水中苯酚的含量____________(mg·L-1)。
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