2012年上海化学高考-22不定项选择 与2010年上海22题 22crmoh化学成分

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22.(2012·上海化学·T22)PbO2是褐色固体,受热分解为Pb的+4和+2价的混合氧化物,+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2;现将1molPbO2加热分解得到O2,向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2,O2和Cl2的物质的量之比为3:2,则剩余固体的组成及物质的量比是()

A.1:1混合的Pb3O4、PbOB.1:2混合的PbO2、Pb3O4

C.1:4:1混合的PbO2、Pb3O4、PbOD.1:1:4混合的PbO2、Pb3O4、PbO

【解析】PbO2受热分解得到氧气和铅的氧化物的混合物(Pb为+4、+2价),铅的氧化物的混合物再与盐酸作用时,+4价Pb还原为+2价,Cl-被氧化为Cl2,此时得到溶液为PbCl2溶液,利用“得失电子守恒”可知1molPbO2在上述转化过程中共转移2mole-

设该过程得到O2的物质的量为3xmol,则Cl2的物质的量为2xmol,利用得失电子守恒可得:3x×4+2x×2=2,解得x=0.125,故知1molPbO2在受热分解过程中产生0.375molO2,利用原子守恒可知受热后的剩余固体中n(Pb):n(O)=4:5,结合选项可知只有A、D项满足n(Pb):n(O)=4:5,故答案为:AD。

【答案】AD

【讲评】首先,申清题意,分析已知,反应过程和所求。本题多次运用隐含的量进行列比例式、守恒式。首先要知道的基础知识是Pb3O4可以类似Fe3O4拆写为(PbO)2PbO2

,就是说价态可以这样拆分为n(+2):n(+4)=2:1。题目的大意是对一种高价氧化物进行加热分解,然后对没有分解的部分进行用还原剂HCl还原,最后得到统统都为+2价的产物。求中间过程中的剩余固体组成比例。已知有:1mol初始被分解物质PbO2,可根据电子转移守恒得到1molPbO2~~~~2mole-,换言之,气体生成的时候失去电子数为2mole-。另外已知:生成氯气和氧气的物质的量比例为3:2,而产物的物质的量之比,与电子转移有一定比例关系,即n(氯气):n(氧气)=3:2,每mol气体生成的电子转移数之比为4:2,根据得失电子守恒,他们失去的电子总数也为2mole-。可得关系式:设该过程得到O2的物质的量为3xmol,则Cl2的物质的量为2xmol,利用得失电子守恒可得:3x×4+2x×2=2,解得x=0.125。

此时可得氧气的具体物质的量0.375molO2,又根据初始PbO2中n(Pb):n(O)=1:2,可得剩余固体n(Pb):n(O)=1:(2-0.75)=4:5,结合选项可知只有A、D项满足n(Pb):n(O)=4:5,故答案为:AD。

法一:n(Pb): n(O)

法二:n(Pb4+):n(Pb 2+

物质

PbO2

Pb3O4(PbO)2PbO2

PbO

n(Pb)

n(O)

n(Pb): n(O)

n(Pb 4+

n(Pb 2+

n(Pb4+):n(Pb 2+

原始

1mol

0

0

1mol

2mol

1mol:2mol

1mol

0

中间

1 mol

1.25 mol

4:5

0.25 mol

0.75mol

1:3

A

0

1

1

3+1

4+1

4:5

2+1

1:3

B

1

2

0

1+2×3

2+2×4

7:10

1+2

1+4

3:5

C

1

4

1

1+4×3+1

2+4×4+1

14:19

1+4

4×2+1

5:9

D

1

1

4

1+3+4×1

2+4+4×1

8:10=4:5

1+1

2+4

1:3

解题原理

氧原子守恒

铅原子守恒

均用上了电子转移守恒、原子守恒

此题解法二:根据电子转移守恒解方程3x×4+2x×2=2,得x=0.125,可知氯气为0.25mol。后期转移电子数为0.25mol×2=0.5mol,根据电子转移关系式Pb4+~~~~Cl2~~~Pb2+~~~2e-,得剩余固体残留的Pb4+也有0.25mol,根据Pb原子守恒,剩余固体中有关系式n(Pb4+):n(Pb2+)=0.25:0.75,作如上表分析四个选项的比例,可得AD。

略先不足的是,本题的设问,应该设可能的情况为,而不能肯定为什么组成。

类似题目练习:

【2010上海22题】: 由5molFe2O3、4mol Fe3O4和3molFeO组成的混合物,加入纯铁1mol并在高温下和Fe2O3反应。若纯铁完全反应,则反应后混合物中FeO与Fe2O3的物质的量之比可能是( )

A.4:3B.3:2C.3:1D.2:l

答案:BCD

解析:必须知道的是,此题发生的可能反应为如下两个氧化还原反应,物质的量变化可以罗列出来。

反应

Fe2O3

(mol)

Fe3O4

(mol)

FeO

(mol)

Fe

(mol)

FeO(mol) /Fe2O3(mol)

原始

5

2012年上海化学高考-22(不定项选择)与2010年上海22题 22crmoh化学成分

4

3

1

3:5

若:Fe2O3 + Fe → 3FeO

4

4

6

/

3:2

若:4Fe2O3 + Fe →3Fe3O4

1

7

3

/

3:1

(邓老师,20130915)

  

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