Question

PbI₂（亮黄色粉末）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的实验流程如图1：

（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。

（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）（）随温度的变化如图2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=           （填整数）。

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            （写分子式）。

（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25.00mL PbI2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。则室温时PbI₂ 的Ksp为            。

（5）探究浓度对磺化铅沉淀溶解平衡的影响。

该化学小组根据所提供试剂设计两个实验，来说明浓度对沉淀溶解平衡的影响。

提供试剂：NaI饱和溶液、NaCl饱和溶液、FeCl₃ 饱和溶液、PbI2饱和溶液、PbI2悬浊液。

信息提示：Pb²⁺和Cl^－能形成较稳定的PbCl₄^2－络离子。

请填写下表的空白处：

实验内容	实验方法	实验现象及原因分析
①磺离子浓度增大对平衡的影响	取PbI2饱和溶液少量于一支试管中，再滴入几滴NaI饱和溶液	现象：溶液中c(I^－)增大，使Q大于了PbI2的Ksp
②铅离子浓度减小对平衡的影响		现象： 原因：
③	在PbI2悬浊液中滴入几滴FeCl3 饱和溶液	现象：黄色浑浊消失 写出反应的离子方程式：

Answer

（1）增大与酸的接触面积，加快溶解反应速率(1分)（2）80 (1分)

（3）①3（2分） ②C4H6O3（2分）（4）4×10﹣9（2分）

（5）

实验内容

实验方法

实验现象及原因分析

取PbI2悬浊液少量于一支试管中，再加入少量NaCl饱和溶液

现象：黄色浑浊消失

原因：原因是形成PbCl42-，导致溶液中c（Pb2+）减小，使Qc小于了pbI2的Ksp

③铅离子和碘离子浓度都

减小对平衡的影响

PbI2 +2Fe3++4Cl-=PbCl42-+2Fe2++I2

【解析】

试题分析：（1）将铅块制成铅花，是为了增大与酸反应的接触面积，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﹣1=0.08L=80.0mL；

（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；

（4）n（H+） = n（NaOH） = 0.002500 mol•L﹣1 × 20.00mL × 10﹣3L•mL﹣1 = 5.000 × 10﹣5mol ， n[Pb2+（aq）] = 1/2 n（H+） = 2.500 × 10﹣5 mol ， 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。

（5）影响化学平衡移动的因素有浓度：增大反应物（减小生成物）浓度，向着正向进行，增大生成物（减小反应物）浓度平衡向左进行，根据碘化铅的溶解平衡：PbI2（S）Pb2+（aq）+2I-（aq），溶液中c（I-）增大，平衡向左进行，Pb2+和Cl-能形成较稳定的PbCl42-络离子，加入少量NaCl饱和溶液，会导致溶液中c（Pb2+）减小，平衡向右进行，二价铅离子和三价铁离子可以发生氧化还原反应，加入少量FeCl3饱和溶液，会消耗碘化铅，向左移动。

考点：考查实验方案的设计；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化；外界条件对平衡状态的影响实验设计与评价