已知：Pb的化合价只有+2、+4，且+4价的Pb具有强氧化性，能氧化浓HCl生成Cl2；PbO2不稳定，随温度升高按下列顺序逐步分PbO2→Pb2O3→Pb3O

题文

已知：Pb的化合价只有+2、+4，且+4价的Pb具有强氧化性，能氧化浓HCl生成Cl2；PbO2不稳定，随温度升高按下列顺序逐步分PbO2→Pb2O3→Pb3O4→PbO．现将a mol PbO2加热分解，收集产生的O2；向加热后所得固体中加入足量的浓盐酸，收集产生的Cl2．加热反应后所得固体中，Pb2+占Pb元素的物质的量分数为x；两步反应中收集的O2和Cl2的物质的量之和为y mol．试回答下列问题：（1）试写出Pb2O3与浓盐酸反应的化学方程式______．（2）用含X与a的表达式表示产生的O2、Cl2的物质的量n（O2）=______   n（Cl2）=______（3）写出y与a、x的函数关系式．______（4）若两步反应中O2和Cl2的物质的量之比为5：3，则剩余固体中含有的物质为______；其物质的量之比为______．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）Pb2O3中Pb的化合价只有+3，且+3价的Pb具有氧化性，能氧化浓盐酸生成C12，本身被还原成+2价Pb，生成PbC12，根据元素守恒得反应物与生成物并根据化合价升降法配平该氧化还原反应，得出Pb2O3+6HCl（浓）═2PbCl2+Cl2↑+3H2O，故答案为：Pb2O3+6HCl（浓）═2PbCl2+Cl2↑+3H2O；（2）根据题意：1mol PbO2分解所得混合物中n（Pb2+）=x mol、n（Pb4+）=（1-x） mol．在反应过程中1mol PbO2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，得n（O2）=2x4a=x2amol；后再与足量的浓盐酸反应生成Cl2，得n（Cl2）=a×(1-x)×22=（1-x）a mol，故答案为：ax2mol；a（1-x）mol；（3）y=n（O2）+n（Cl2）=x2mol+（1-x）a mol=（1-x2）amol，故答案为：y=（1-x2）amol；（4）若两步反应中O2和Cl2的物质的量之比为5：3，根据上述分析：n（O2）=a×x2=mol，n（Cl2）=a（1-x）mol，即  x2：（1-x）=5：3，解得：x═1013，则剩余固体中含pb2+的物质的量分数为1013，含pb4+的物质的量分数为 313，即n（pb2+）：n（pb4+）═10：3，由题意，PbO2不稳定逐步分解顺序：PbO2→Pb2O3→Pb3O4→PbO．因为Pb的化合价只有+2、+4，所以Pb2O3可表示为PbO•PbO2，Pb3O4可表示为2PbO•PbO2，各氧化物中n（pb2+）：n（pb4+）的比值关系为：PbO2中，n（pb2+）：n（pb4+）═0：1Pb2O3中，n（pb2+）：n（pb4+）═1：1Pb3O4中，n（pb2+）：n（pb4+）═2：1PbO中，n（pb2+）：n（pb4+）═1：0 根据剩余固体中n（pb2+）：n（pb4+）═10：3，介于3：1和4：1之间，所以此时剩余固体包括Pb3O4、PbO两种物质，．设剩余固体中Pb3O4物质的量为a、PbO物质的量为b，得n（pb2+）═2a+b，n（pb4+）═a，则（2a+b）：a═10：3解得a：b═3：4，即Pb3O4：PbO=3：4，故答案为：Pb3O4、PbO；3：4．

解析

2x4

考点

据考高分专家说，试题“已知：Pb的化合价只有+2、+4，且+4.....”主要考查你对 [物质的量的有关计算 ]考点的理解。

物质的量的有关计算

计算物质的量浓度时应注意的问题:

物质的量浓度是表示溶液组成的一个重要物理量，是高中化学的重要内容之一。应用时要注意以下几方面的问题： 1．注意溶质是什么对有些特殊情况要注意辨别，不能出错。如SO2、CuSO4·5H2O等溶于水后所得溶液中的溶质分别为 H2SO4和CuSO4，进行有关氨水的浓度计算时以NH3 为溶质来计算等。 2．注意溶液的体积主要注意两点：一是不能用水的体积代替溶液的体积；二是当题设未给溶液密度时，可将各溶液(一般为稀溶液)的体积相加(如溶液混合、稀释)，认为其和为溶液的总体积；当给出密度时，则需通过密度求溶液的最终体积。 3．注意单位运算在概念理解及应用中，要注意各物理量的单位．一是各物理量的单位要相互匹配，二是从单位运算人手．能简化解题思路，快速求解。4．注意溶解度的影响第一，物质的量浓度适用于表示不饱和及饱和溶液中溶质与溶剂的关系，不适用于过饱和溶液(溶质未溶解完全)；第二，注意一些典型问题，如Ca(OH)2的溶解度随温度变化情况及气体物质在溶剂中的溶解问题等。 5．注意密度变化规律在溶液混合和溶液稀释等问题中，在注意溶液体积变化的同时，还要考虑溶液密度的变化对溶质物质的量浓度的影响。如强酸、强碱、盐等溶液的密度随浓度增大而增大；氨水、乙醇等溶液的密度随浓度增大而减小。 6．注意实验情景在计算溶液配制或溶液稀释等问题中物质的量浓度时，一要注意不能把水的体积当作溶液的体积；二是配制溶液时，要注意容量瓶规格与所需溶液体积的关系。因容量瓶的规格是固定的，所以选用的容量瓶的规格要等于或略大于所需溶液的体积。 7．注意物质与其组成粒子的关系物质与其组成粒子的物质的量、物质的量浓度之间的关系可以通过电离方程式进行分析。如Na2SO4 溶液中c(Na+)=2c(SO42-)=2c(Na2SO4)。

以物质的量为核心的演绎公式:

1．溶液稀释定律 (1)对于已知质量分数溶液的稀释：稀释前后溶质的质量不变，即：(2)对于已知物质的量浓度溶液的稀释：稀释前后溶质的物质的量不变，即：2．物质的量浓度与溶质质量分数的换算 3．溶解度S与溶质质量分数ω的换算 4．溶解度与饱和溶液物质的量浓度的换算(2)对于已知物质的量浓度溶液的稀释：稀释前后溶质的物质的量不变，即：2．物质的量浓度与溶质质量分数的换算 3．溶解度S与溶质质量分数ω的换算 4．溶解度与饱和溶液物质的量浓度的换算5．标准状况下气体溶于水后所得溶液的物质的量浓度的计算式中V为标准状况下气体的体积(L)，V(H2O)为水的体积(L)，ρ为溶液的密度(g·cm-3)。 6．相对密度(D)的计算及意义两种气体在同温同压下的密度之比即为相对密度，显然，它等于相对分子质量(或摩尔质量)之比，即