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

（1）增大与酸的接触面，加快溶解反应速率（2分）（2）80.0（2分）；2.24（2分）

（3）①3（2分）；②(CH3CO）2O（2分）

（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 ………………（1分）

c(Pb2+）==1.000×10－3 mol·L－1………（共得2分）

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

【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。

（2）31.05g铅的物质的量为31.05g÷207g/mol＝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。

（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。

②铅的氧化物质量为58.84克，醋酸铅的物质的量为=，根据铅原子守恒，铅的氧化物（PbOx）的物质的量为，此氧化物的摩尔质量为58.84g÷=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÷=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。