21：铅及其化合物

2．解释步骤②于沉淀溶解的原因。
3．在步骤④中加入六次甲基四胺和二甲酚橙、步骤⑥中加入 NH4F 的目的分别是什么？
4．计算合金样品中锡和铅的质量百分数。
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第九题（5 分）推断一种金属氧化物的化学式 A 为金属氧化物，金属所占的质量分数为 88.39％，A 与 Mn2＋的 HNO3 溶液反应，溶液变 为紫色，A 与 Mn2＋的盐酸溶液反应，则无紫色生成，但有黄绿色气体放出，将溶液慢慢蒸发， 析出固体， 已知 0.234g 的 A 与 2mol/L 的盐酸反应可析出固体 0.278g， 同时放出的气体在 373K、 － 1.013×105Pa 时，体积为 2.14L。向 A 的盐酸溶液中加入 CrO42 ，有黄色沉淀生成。通过相关 的计算，写出 A 的化学式。
3．是否需要加入支持电解质？为什么？
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4．电化学合成法比一般的化学合成法有什么优点？
第四题（8 分）铅的冶炼 随着科技的发展，化学家用方铅矿（PbS）提炼 Pb 的方法也发生了很大变化。 传统冶炼铅：①将一定量的 PbS 放进焙烧炉中焙烧，这时有 SO2 气体放出，当进行到一定 程度时，停止供空气，取炉内固体物质分析，得知为 PbS、PbO、PbSO4 这三种物质的混合物； ②在不供空气的情况下，提高对炉内固体物质的加热温度，此时又有 SO2 气体放出，同时得到 金属铅。 现代冶炼铅：③在 50℃～60℃下，常压将 O2 通入到 PbS 和(NH4)2CO3 的混合液中，得到 ；已知上述反应中未见有气体放出。④将沉淀出 PbCO3 沉淀（此时 PbS 的转化率可达到 90%） 的 PbCO3 溶于氟硅酸（H2SiF6）得到化合物 A，最后将 A 电解即可得到金属铅。 试根据上述信息，回答下列问题： 1．写出步骤①的化学反应方程式。
（2）溶解 Pb3O4 固体为什么用 HAc，而不用常见的硫酸、盐酸、硝酸？使用缓冲溶液 HAc －NaAc 对后面的实验有什么意义？
（3）写出 Pb3O4 中 PbO 和 PbO2 组分的物质的量
（4）评价该滴定实验有什么特点（优点）？
第八题（8 分） 测定铅锡合金中的 Pb、Sn 含量时，分析步骤如下：①称取试样 0.452g，用 HCl 加热溶解 后，铅为 Pb（Ⅱ） 、锡为 Sn（Ⅳ） ，溶液冷却时，出现锡的化合物沉淀和铅的化合物沉淀。② 准确加入 50.00mL 浓度为 0.1000mol/L EDTA 标准溶液，沉淀溶解得无色透明的溶液。③将溶 液全部转入 250.0mL 容量瓶中，用蒸馏水稀至刻度，摇匀。④取该溶液 25.00mL，加入 30%的 六次甲基四胺溶液 15mL、60mL 蒸馏水和 2 滴二甲酚橙溶液，得 pH 为 5.5 的黄色澄清溶液。 ＋ ⑤用浓度为 0.02000mol/L 的 Pb2 标准溶液滴定④溶液由黄色变为红色时为滴定终点，消耗 Pb2 ＋ 标准溶液 9.060mL。⑥然后加入足量 NH4F，加热至 40℃左右，溶液重新变回到黄色。⑦再用 ＋ ＋ 上述 Pb2 标准溶液滴定⑥溶液自黄色变为红色时为滴定终点，消耗 Pb2 标准溶液 11.84mL。 1．步骤①中出现的铅化合物的沉淀是什么？
2．计算 pH＝2 的稀酸溶液中[Pb2 ]和[Ca2 ]。 溶度积：Ksp（PbSO4）＝1.06×10－8；Ksp（CaSO4）＝2.54×10－5；Ka，HSO4-＝1.20×10－2
＋ ＋
3．某学生设计制备氧化铅的方案要点为：用氯化钠浓溶液分多次浸取立德粉废渣中的硫 酸铅；溶解的 A 与 NaOH 等摩尔作用，转化为沉淀 B；B 在 NaOH 溶液（15％～20％）作用下 转化为氧化铅（PbO） ，此反应在 60℃以上可进行完全。其主要流程为：浸出→过滤→转化→ 过滤→转化→倾析→过滤→干燥→称重→测定。 （1）写出中间产物 A、B 的化学名称；
（2）计算试样中 Pb3O4 的质量分数；
（3）用标准溶液滴定时应用指示剂？
（4）加入过量 KI 后，反应需在暗处放置 5～10 分钟。 ①所加 KI 为什么要过量？
②为了防止生成的 I2 挥发，可选用何种仪器？
3．Pb3O4 为红色粉末状固体。该物质为混合价态氧化物，化学式可写成 2PbO·PbO2 实验， 其中 Pb(Ⅱ)占约 2/3，Pb(Ⅳ)约占 1/3。下面是测定 Pb3O4 中 PbO 和 PbO2 组分的实验： 准确称取 0.0400g～0.0500g 干燥好的 Pb3O4 固体， 置于 250mL 锥形瓶中。 加入 HAc－NaAc
（2）装自来水的容器中将会产生什么物质？为什么？
（3）请设计一个简单实验证明你的结论。
（4）若将一块铅半浸入暂时硬水中，是否有可观察到现象，什么现象？为什么？
第六题（11 分）氧化铅的制备 立德粉，也叫锌钡白，难溶于水，是一种用途广泛的白色颜料。在生产立德粉的过程中， 产生的废渣的主要成分为硫酸钙及硫酸铅，若不利用，不仅浪费资源，而且污染环境。某校化 学兴趣小组的同学设计了用立德粉废渣生产氧化铅，使废物得到了有效利用。 1．以菱锌矿和重晶石为主要原料，写出制备立德粉的反应方程式；
加入EDTA二钠溶液
－
加入HAc NaAc缓冲溶液
通入H S气体
2．为什么不用硫化氢气体直接通入硝酸铅溶液来制备 PbS 纳米粒子？
3．为什么用 Na2H2Y 而不用 H4Y 来制备 PbY2 ？
－
4．在医学上可以用形成 PbY2 来治疗人体的铅中毒，临床上是在葡萄糖输液中加入适量 CaH2Y 代替 Na2H2Y 给病人输液治疗。请说明这种取代的理由。
（2）再给出 2 种分析铅含量的化学方法。
第二题（6 分）硫化铅的制备 制备 PbS 纳米粒子的方法如下：
2 Pb(Ac)2 溶液 PbY2 PbS 纳米粒子 EDTA 为乙二氨四乙酸，它是一种弱酸，简写成 H4Y，EDTA 二钠简写成 Na2H2Y，它们可 ＋ 以与 Pb2 及其它许多金属离子形成稳定的配离子。 － 1．试从平衡的观点解释增大酸度对 PbY2 的影响。
－
第三题（7 分）铅在电化学中 甲磺酸铅通常为 50%～58%的水溶液，在电镀及电子工业中有广泛地应用。电化学合成法 制备甲磺酸铅的要点：以甲磺酸为电解液，金属铅做为阳电极，石墨做阴极，聚乙烯磺酸型阳 离子交换膜为阴阳极室隔膜。 1．写出电极反应方程式和总反应方程式。
2．使用隔膜的目的是什么？不使用会有什么后果。
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10mL， （ 1︰ 1） 再加入 0.2mol/L KI 溶液 1～2mL 充分溶解， 使溶液呈透明橙红色。 加 0.5mL 2% 淀粉溶液，用 0.0100mol/L Na2S2O3 标准溶液滴定使溶液由蓝色刚好褪去为止，记下所用去的 Na2S2O3 标准溶液的体积为 V(S2O32－)。再加入二甲酚橙 3～4 滴，用 0.0100mol/L EDTA 标准液 滴定溶液由紫红色变为亮黄色时，即为终点。记下所消耗的 EDTA 溶液的体积为 V(EDTA)。 （1）写出上述实验原理中的化学方程式；
（2）写出由制备氧化铅中三步主要化学反应的方程式。
（3）除用浓氯化钠溶液浸出硫酸铅外，还可以用什么溶液浸出。
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（4）上面的流程中有一步操作为“倾析” ，能否舍去这一步操作？
（5）如何测定产物中 PbO 含量，写出测定原理（不用回答具体实验步骤） 。
第七题（21 分）混合铅氧化物的定量分析 1．准确称取含有 PbO 和 PbO2 混合物样品 1.503g。用酸溶解后，加入 0.3000mo1/L H2C2O4 ＋ ＋ 溶液 25.00mL，使 PbO2 还原为 Pb2 ，所得到溶液用氨水中和，使所有 Pb2 均沉淀为 PbC2O4， 过滤、 滤液酸化后用 0.04000mol/L KMnO4 标准溶液满定， 用去 20.00mL， 然后将前面所得 PbC2O4 沉淀溶解于酸， 用 0.04000mol/L KMnO4 标准溶液滴定， 用去 40.00mL。 计算样品中 PbO 和 PbO2 的百分含量。
（2）汽车工业为提高发动机的使用寿命，常在汽油中加入一中含铅抗震剂，写出其化学式。
5．从事铅作业的工人应定期体检，多补充维生素、蛋白质等物质，因为铅盐对人的毒害 很大。请用具体化学原理说明，多补充蛋白质的作用。
6．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。 （1）通过计算确定 y 与 a、x 的函数关系式。
元素化学 21：铅及其化合物
（时间：2.5 小时 满分：100 分） 第一题（15 分）铅的一组基础试题 2006 年 8 月末至今，甘肃省徽县水阳乡有近千人来西安进行血铅检测，373 名儿童有 90% 的儿童血铅超标，最高者血铅含量超标数倍，被诊断为重度铅中毒，成人血铅超标也很普遍。 国家环保总局派出专家调查认为，水阳乡新寺村旁的一家铅锭冶炼厂是“罪魁祸首” ，公司周 边 400 米范围内土地已全部被污染。 《东方时空》 、 《焦点访谈》专门对此做了报道，血铅超标 的病人正在接受有效治疗。 ＋ 1．写出 Pb2 的核外电子构型。
（2）计算饱和 PbCl2 溶液中 Cl 的物质的量浓度。
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（3）如用温水洗涤 PbCl2 沉淀，对测量结果有什么影响？
（4）用丙酮洗涤的目的是什么？
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2．室温下把铅分别放入蒸馏水和自来水中，经过一段时间后，在原先是蒸馏水的容器中 出现白色“胶状”物，而原先是自来水的容器中未出现这个现象。 （1）装蒸馏水的容器中出现的白色“胶状”物是什么物质？为什么？
（2）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是什么； 并确定其物质的量。
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7．含铅试样（氧化物）中 Pb 的含量分析有多种方法，高锰酸钾法是其中之一。称取该样 品 0.7340g，加入 2000mL 0.2500mol/L 草酸溶液，然后用氨水中和溶液得到沉淀。过滤后将沉 淀溶解于酸中，用标准 KMnO4 溶液滴定，用去 0.0400mol/L KMnO4 溶液 30.25mL。 （1）计算样品中铅的百分含量。
2．四氧化三铅俗名“铅丹”或“红丹” ，化学式可以写为 2PbO·PbO2，铅丹用于制造铅 玻璃，由于它有氧化性，涂在钢材上有利于钢铁表面的钝化，其防锈效果好，所以被大量地用 于油漆船舶和桥梁钢架。 今欲测定某样品四氧化三铅含量，称取 Pb3O4 0.1000g，加酸溶解，得到含 Pb2＋的溶液，加 ＋ 热下用过量 K2Cr2O7 将 Pb2 沉淀为 PbCrO4， 冷却后过滤洗涤， 将 PbCrO4 沉淀用 HCl 溶液溶解， 加入过量 KI，用 0.1000mol/L Na2S2O3 溶液滴定，终点时用去 12.00mL。 （1）写出 PbCrO4 沉淀、溶解和滴定过程的化学方程式；
2．写出下列反应方程式。 （1）将 SO2 通入棕色 PbO2 的悬浊液会产生白色沉淀。
（2）使用合适的氧化剂将黑色的 PbS 变白。
3．铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极板是惰性材料，写出电池总反应离子方程式。
4．铅在工业中应用广泛。 （1）为了增强彩釉的亮度，陶瓷业在釉中常加少量的铅，铅在酸性溶液中容易溶解，而 进入人体，写出铅“吃醋”的离子反应方程式。
2．写出步骤②的化学反应方程式。
3．写出生成 PbCO3 的化学反应方程式，确定 A 的化学式。
4．请预测 H2SiF6 的酸性强弱，中心原子的杂化形态。
5．冶炼铅的旧法和新法相比，旧法的缺点是什么？
第五题（10 分）有关 PbCl2 的两组题 1．将 1.00g PbCl2 加入 100mL 的蒸馏水中，搅拌使其溶解达饱和状态；用滤纸（质量为 1.00g）过滤，用 5mL 冰水将滤纸和滤出的 PbCl2 沉淀洗涤数次，再用 2mL～33mL 丙酮洗涤数 次；将干燥后的 PbCl2 及滤纸称量，共重 1.44g。 （1）计算 PbCl2 的溶解度。