Question

3．Ⅰ．鉛的冶煉有很多種方法．
（1）瓦紐科夫法熔煉鉛，其相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：
①2PbS（s）+3O₂（g）=2PbO（s）+2SO₂（g）△H₁=a kJ•mol^-1
②PbS（s）+2PbO（s）=3Pb（s）+SO₂（g）△H₂=b kJ•mol^-1
③PbS（s）+PbSO₄（s）=2Pb（s）+2SO₂（g）△H₃=c kJ•mol^-1
反應(yīng) 3PbS（s）+6O₂（g）=3PbSO₄（s）△H=2a+2b-3ckJ•mol^-1 （用含 a、b、c 的代數(shù)式表示）．
（2）還原法煉鉛，包含反應(yīng)PbO（s）+CO（g）?Pb（s）+CO₂（g）△H，該反應(yīng)的平衡常數(shù)的對數(shù)值與溫度的關(guān)系如下表

溫度/℃	300	727	1227
1gK	6.17	2.87	1.24

①該反應(yīng)的△H＜0（選填“＞”、“＜”或“=”）．
②當(dāng)1gK=1，在恒容密閉容器中放入足量的PbO并通入CO，達平衡時，混合氣體中CO的體積分數(shù)為9.1%（保留兩位有效數(shù)字）；若平衡后再向容器中充入一定量的CO氣體，平衡向正向（填“正向”、“逆向”或“不”）移動，再次達到平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率不變（填“增大”、“減小”或“不變”）．
Ⅱ．PbI₂可用于人工降雨，可用滴定方法測出PbI₂的K_sp．
（3）取一定量的PbI₂固體，用蒸餾水配制成飽和溶液，準確移取25.00mL PbI₂飽和溶液分次加入陽離子交換樹脂RH⁺（發(fā)生：2RH⁺+PbI₂=R₂Pb+2H⁺+2I^-），用錐形瓶接收流出液，最后用蒸餾水淋洗樹脂至流出液呈中性，將洗滌液一并轉(zhuǎn)入錐形瓶中（如圖）．加入酚酞指示劑，用0.0025mol•L^-1NaOH溶液滴定，當(dāng)達到滴定終點時，用去氫氧化鈉溶液20.00mL．確定到滴定終點時錐形瓶中現(xiàn)象為滴入最后一滴NaOH溶液，溶液由無色變?yōu)闇\紅（粉紅或紅）色且半分鐘不變，計算PbI₂的K_sp為4×10^-9．

Answer 1

分析 （1）已知：①2PbS（s）+3O₂（g）=2PbO（s）+2SO₂（g）△H=a kJ•mol^-1
②PbS（s）+2PbO（s）=3Pb（s）+SO₂（g）△H=b kJ•mol^-1
③PbS（s）+PbSO₄（s）=2Pb（s）+2SO₂（g）△H=c kJ•mol^-1
將①×2+②×2-③×3可得反應(yīng)3PbS（s）+6O₂（g）=3PbSO₄（s）的反應(yīng)熱；
（2））①利用lgK與K是增比例函數(shù)，溫度越高K值越小，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)．
②當(dāng)lgK=1，則K=10，根據(jù)平衡常數(shù)表達式求出混合氣體中CO的體積分數(shù)；平衡后再向容器中充入一定量的CO氣體，反應(yīng)物濃度增大，平衡正向移動，但反應(yīng)物、生成物氣體只有一種，平衡常數(shù)不變，則轉(zhuǎn)化率不變；
（3）根據(jù)酚酞的變色范圍判斷滴定終點，要計算出t℃時PbI₂ Ksp，求溶液中c（Pb²⁺）\c（I^-）的值，然后根據(jù)公式求出結(jié)果．

解答 解：（1）已知：①2PbS（s）+3O₂（g）=2PbO（s）+2SO₂（g）△H=a kJ•mol^-1
②PbS（s）+2PbO（s）=3Pb（s）+SO₂（g）△H=b kJ•mol^-1
③PbS（s）+PbSO₄（s）=2Pb（s）+2SO₂（g）△H=c kJ•mol^-1
將①×2+②×2-③×3可得反應(yīng)3PbS（s）+6O₂（g）=3PbSO₄（s）
根據(jù)蓋斯定律△H=2△H₁+2△H₂-3△H₃=（2a+2b-3c）kJ•mol^-1
故答案為：2a+2b-3c；
（2）①利用lgK與K是增比例函數(shù)，溫度越高K值越小，說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故答案為：＜；
②lgK=1，則K=10，在PbO（s）+CO（g）?Pb（s）+CO₂（g）中設(shè)起始通入CO的amol/L，達平衡時轉(zhuǎn)化的量為xmol/L，平衡時CO的（a-x）mol/L，CO₂的濃度為xmol/L，則K=$\frac{a}{a-x}$=10，得$\frac{x}{a}$=9.1%，平衡后再向容器中充入一定量的CO氣體，反應(yīng)物濃度增大，平衡正向移動，但反應(yīng)物、生成物氣體只有一種，平衡常數(shù)不變，則轉(zhuǎn)化率不變，
故答案為：9.1%； 正向；不變；
（3）為酸堿中和反應(yīng)，滴定終點，滴入最后一滴NaOH溶液，溶液由無色變?yōu)闇\紅（粉紅或紅）色且半分鐘不變，滴定過程中消耗的OH^-，即為陽離子交換出的H⁺，c（H⁺）=0.0025mol•L^-1×20.00mL÷25.00mL=2×10^-3mol•L-1，由2RH⁺+PbI₂=R₂Pb+2H⁺+2I可知c（H⁺）=c（I^-），而c（Pb²⁺）=c（I^-）×$\frac{1}{2}$2=10^-3，所以K_Sp（PbI₂）=c（Pb²⁺）×c（I^-）²=10^-3×（2×10^-3）²=4×10^-9，
故答案為：滴入最后一滴NaOH溶液，溶液由無色變?yōu)闇\紅（粉紅或紅）色且半分鐘不變； 4×10^-9．

點評 本題考查較為綜合，為高考常見題型和高頻考點，題目涉及蓋斯定律的運用、平衡移動、化學(xué)平衡常數(shù)等，難度中等，是對學(xué)生綜合能力的考查．