Question

已知：Pb的化合價只有＋2、＋4，且＋4價的Pb具有強氧化性，常溫下能氧化濃HCl生成Cl₂；PbO₂不穩定，隨溫度升高按下列順序逐步分解：PbO₂→Pb₂O₃→Pb₃O₄→PbO。
現將a mol PbO₂加熱分解，收集產生的O₂；加熱反應后所得固體中，Pb^2＋占Pb元素的物質的量分數為x；向加熱后所得固體中加入足量的濃鹽酸，收集產生的Cl₂。兩步反應中收集的O₂和Cl₂的物質的量之和為y mol。
（1）若Fe₃O₄可表示為FeO·Fe₂O₃，則Pb₃O₄可表示為                             
（2）試寫出Pb₂O₃與濃鹽酸反應的化學方程式                                    
（3）通過計算確定y與a、x的函數關系式____________________________。

Answer 1

（1）PbO·Pb₂O₃（2）Pb₂O₃+6HCl＝2 PbCl₂+Cl₂↑+3H₂O（3）y=a（1-0.5x）

解析試題分析：（1）設四氧化三鉛中＋2和＋4價的鉛分別是n和m個
則n＋m＝3、2n＋4m＝8
解得n＝1、m＝2
所以Pb₃O₄可表示為PbO·Pb₂O₃
（2）在反應中氯化氫被氧化生成氯氣，還原產物是氯化鉛，所以反應的化學方程式是Pb₂O₃+6HCl＝2 PbCl₂+Cl₂↑+3H₂O。
（3）根據題意：分解所得混合物中n(Pb^2＋)=" ax" mol、n(Pb^4＋)=" a" (1－x) mol
根據電子守恒：n(O₂)=" ax/2" mol、n(Cl₂)＝a (1－x) mol
所以y＝n(O₂)＋n(Cl₂)＝ax/2 mol＋a (1－x) mol＝a (1－x/2) mol
考點：考查鉛的氧化物結構以及有關計算的判斷
點評：該題是中等難度的試題，試題設計新穎，基礎性強，側重對學生靈活運用基礎知識解決實際問題的能力。該題的關鍵是利用好幾種守恒法，即質量守恒定律、電子得失守恒、原子守恒以及電荷守恒等，有利于培養學生的邏輯推理能力和發散思維能力。