Question

PbI₂是生产新型敏化太阳能电池的敏化剂——甲胺铅碘的原料。合成PbI₂的实验流程如下：

（1）将铅块制成铅花的目的是              。

（2）31.05g铅花用5.00mol·L^－1的硝酸溶解，至少需消耗5.00 mol·L^－1硝酸              mL，同时产生                  L(标准状况下)NO。

（3）取一定质量(CH₃COO)₂Pb·nH₂O样品在N₂气氛中加热，测得样品固体残留率（）随温度的变化如下图所示（已知：样品在75℃时已完全失去结晶水）。

①(CH₃COO)₂Pb·nH₂O中结晶水数目n=            （填数字）。

②100～200℃间分解产物为铅的氧化物和一种有机物，则该有机物为             （写结构简式）。

（4）称取一定质量的PbI₂固体，用蒸馏水配制成室温时的饱和溶液，准确移取25.00mLPbI2饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH中，发生：2RH(s) + Pb²⁺(aq) = R₂Pb(s) +2H⁺(aq)，用锥形瓶接收流出液，最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性，将洗涤液合并到锥形瓶中。加入2～3滴酚酞溶液，用0.002500mol·L^－1NaOH溶液滴定，到滴定终点时用去氢氧化钠标准溶液20.00mL。计算室温时PbI₂ 的Ksp (请给出计算过程)。

Answer

(12 分)

（1）增大与酸的接触面，加快溶解反应速率

（2）80.0；2.24；

（3）①3；②(CH3CO)2O

（4）n(H＋)=n(NaOH)=0.002500 mol·L－1×20.00mL×10-3L·mL= 5.000×10-5mol

n[Pb2+(aq)]==2.500×10-5mol

c(Pb2+)==1.000×10－3 mol·L－1

Ksp(PbI2)=c(Pb2+)·c2(I－)=4c3(Pb2+)=4×(1.000×10－3)3 =4.000×10－9

【解析】

试题分析：（1）将铅块制成铅花，可以增大表面积，增大与酸的接触面，加快溶解反应速率，故答案为：增大与酸的接触面，加快溶解反应速率；

（2）31.05g铅的物质的量为=0.15mol，根据反应方程式可知消耗的HNO3的物质的量为0.15mol×8 3 =0.4mol，生成的NO的物质的量为0.15mol×2 3 =0.1mol，则硝酸溶液的体积为0.4mol÷5.00mol/L=0.08L=80.0mL，生成NO的体积为0.1mol×22.4L/mol=2.24L，故答案为：80.0；2.24；

（3）①假设样品的起始质量为100克，根据固体残留率的公式可知，75℃时剩余固体为87.75克，生成的水质量为100g-87.75g=12.25g，则醋酸铅与水的物质的量之比为：=1：3，则n=3，故答案为：3；

②铅的氧化物质量为58.84克，醋酸铅的物质的量为== mol，根据铅原子守恒，铅的氧化物（PbOx）的物质的量为 mol，此氧化物的摩尔质量为58.84g÷ mol=223g/mol，为PbO，有机物的质量为85.75g-58.84g=26.91g，此有机物分子内应含有四个碳原子，物质的量为85.75 325 mol，摩尔质量为26.91g÷mol=102，根据原子守恒可知有机物的分子式为C4H6O3，结构简式为（CH3CO）2O；

（4）n(H＋)=n(NaOH)=0.002500 mol·L－1×20.00mL×10-3L·mL= 5.000×10-5mol

n[Pb2+(aq)]==2.500×10-5mol

c(Pb2+)==1.000×10－3 mol·L－1

Ksp(PbI2)=c(Pb2+)·c2(I－)=4c3(Pb2+)=4×(1.000×10－3)3 =4.000×10－9

考点：考查了物质制备的工艺流程、溶度积的计算、物质化学式的确定等相关知识。