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Cl
2;PbO
2不稳定,随温度升高按下列顺序逐步分解:
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)通过计算确定y与a、x的函数关系式。
(3)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____________。
(1)Pb2O3+6HCl(浓)====2PbCl2+Cl2↑+3H2O
(2)根据题意:分解所得混合物中n(Pb2+)=ax mol,n(Pb4+)=a(1-x) mol
根据电子守恒:n(O2)=ax/2 mol,n(Cl2)=a(1-x) mol
y=n(O2)+n(Cl2)=ax/2 mol+a(1-x) mol=a(1-x/2) mol
(3) Pb3O4、PbO 3∶4
解析:a mol PbO2加热分解及向加热后所得固体中加入足量的浓盐酸,+4价的Pb均变为Pb2+,根据题意:分解所得混合物中n(Pb2+)=ax mol、n(Pb4+)=a(1-x) mol
根据电子守恒:n(O2)=ax/2 mol、n(Cl2)=a(1-x) mol
y=n(O2)+n(Cl2)=ax/2 mol+a(1-x) mol=a(1-x/2) mol