Question

【題目】PbO2是一種棕黑色粉末，難溶于水，可用作強氧化劑和電極制造等。實驗室由Ca(ClO)2溶液氧化堿性Pb(OH)2法制備PbO2的步驟如下：

2Pb(CH3COO)2+4NaOH+Ca(ClO)2=2PbO2↓+4CH3COONa+CaCl2+2H2O

（1）“氧化”過程中，反應液的pH____（填“變大”“變小”或“不變”）。

（2）“硝酸洗”時，被溶解的含鉛雜質可能是____________（填化學式）。

（3）產品定性檢驗：向Mn(NO3)2的HNO3溶液中加入少量產品，攪拌并水浴微熱，溶液變紫色，說明含有PbO2。該反應的離子方程式為____（PbO2被還原為Pb2+）。

（4）為測定產品（只含PbO2和PbO）中PbO2、PbO的物質的量之比，稱取產品0.5194g， 加入20.00mL0.2500mol·L－1H2C2O4溶液（PbO2還原為Pb2+）攪拌使其充分反應，然后用氨水中和，過濾、洗滌除去PbC2O4，濾液酸化后用0.0400mol·L－1KMnO4標準溶液滴定至終點（MnO還原為Mn2+，H2C2O4被氧化為CO2），消耗標準溶液10.00mL。計算產品中n(PbO2) 與n(PbO) 物質的量之比（寫出計算過程）____________。

Answer 1

【答案】變小 Pb(OH)2 2Mn2++5PbO2+4H+=2MnO4-+5Pb2++2H2O 9:2

【解析】

根據流程可知，醋酸鉛與Ca(ClO)2在堿性環境下，發生氧化還原反應，生成PbO2固體和醋酸鈉溶液，過濾后得到二氧化鉛，由于氫氧化鈉與醋酸鉛也可反應生成氫氧化鉛，因此二氧化鉛中含有雜質氫氧化鉛，硝酸洗、水洗、干燥得到產品，據此進行分析。

（1）根據2Pb(CH3COO)2+4NaOH+Ca(ClO)2=2PbO2↓+4CH3COONa+CaCl2+2H2O反應可知，反應過程中不斷消耗堿，堿性減弱，“氧化”過程中，反應液的pH變小；

故答案是：變小；

（2）醋酸鉛也可和氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化鉛沉淀；“氧化”制得的PbO2可能含有的含鉛雜質化學式是Pb(OH)2；所以“硝酸洗”時，被溶解的含鉛雜質可能是Pb(OH)2；

答案是：Pb(OH)2；

（3）根據題給信息可知，反應后的紫色溶液為MnO4-，因此Mn(NO3)2的HNO3溶液與PbO2反應的離子方程式為：2Mn2++5PbO2+4H+=2MnO4-+5Pb2++2H2O；

故答案是：2Mn2++5PbO2+4H+=2MnO4-+5Pb2++2H2O；

（4）上述過程發生的反應有：6H++2MnO4-+5H2C2O4=10CO2↑+2Mn2++8H2O；PbO2+2 H2C2O4=PbC2O4+2CO2+2H2O；PbO+ H2C2O4=PbC2O4+H2O；根據反應關系可知，與高錳酸鉀溶液反應的n（H2C2O4）=2.5×0.04×10×10-3=1×10-3mol；與PbO2、PbO反應的n（H2C2O4）=0.25×20×10-3-1×10-3=4×10-3mol；2n（PbO2）+n（PbO）=4×10-3mol；239g/mol×n（PbO2）+223 g/mol×n（PbO）=0.5194g，n（PbO2）=1.8×10-3mol；n（PbO）=4×10-4mol；所以產品中n(PbO2) 與n(PbO) 物質的量之比1.8×10-3mol：4×10-4mol=9:2；

故答案是：9:2。