专题2-4：主族金属-铅及其化合物(解析版)

系列二 主族金属 专题4 铅及其化合物

一、铅单质

（1）铅是密度很大、熔点很低的软金属，平常呈暗灰色，新切开的铅表面有金属光泽，这是因为Pb 在常温时可以在空气中稳定存在，切开后与氧气和二氧化碳反应生成碱式碳酸铅保护膜：2Pb+O 2+CO 2=====Pb 2(OH)2CO 3。

（2）Pb 与稀盐酸可以缓慢反应，但因生成难溶的PbCl 2覆盖反应物而使反应终止：Pb+2HCl=PbCl 2↓+H 2

↑，由于此种特性，工厂或实验室常用它做耐酸反应器的衬里和制存或输送酸液的管道设备；加热条件下与浓盐酸反应生成氢气Pb+4HCl(浓)=====△

H 2[PbCl 4]+H 2↑；在氧气存在时可以溶于醋酸，生成弱电解质Pb(CH 3COO)2：2Pb+4CH 3COOH+O 2=====2Pb(CH 3COO)2 +2H 2O ；铅还溶于稀硝酸中，生成易溶的Pb(NO 3)2：3Pb + 8HNO 3(稀)=====3Pb(NO 3)2 + 2NO ↑+4H 2O ，由于Pb(NO 3)2难溶于浓HNO 3，故在配制Pb(NO 3)2溶液时，应该用稀HNO 3。

二、铅的氧化物

（1）PbO 俗称“密陀僧”，难溶于水，两性偏碱，既能溶于酸又能溶于碱：PbO+2HCl=====PbCl 2+H 2O ； PbO+2NaOH+H 2O=====Na 2[Pb(OH)4]

（2）Pb 3O 4，又名铅丹，可以认为是铅酸铅Pb 2(△)Pb (△)O 4，其组成可由下面的实验加以说明：Pb 3O 4+4HNO 3=====2Pb(NO 3)2+PbO 2↓(棕黑)+2H 2O

（3）PbO 2是一种溶于水的两性氧化物，其酸性强于碱性；具有强氧化性，可与浓盐酸反应生氯气：PbO 2+4HCl=====△

PbCl 2+Cl 2↑+2H 2O ；可以将Mn 2+氧化为MnO 4-，5PbO 2+2Mn 2++4H +=====5Pb 2++2MnO 4-+2H 2O

三、铅的其他化合物

（1）Pb(CH 3COO)2有甜味，俗称“铅糖”，易溶于水，难离解，毒性大。它是共价化合物，在溶液中以分子状态存在。其试纸在实验室中常用于检验H 2S 气体：Pb(CH 3COO)2+H 2S=====PbS(黑色)+2CH 3COOH

（2）四乙基铅是汽油抗震剂。由于用四乙基铅作为汽油抗震剂，汽油燃烧后的废气中含有铅化合物会导致环境污染。现已开发出不含鉛的抗震剂，含该种抗震剂的汽油称为无铅汽油。

【习题1】铅蓄电池是常见的二次电池，其原理图如图所示。铅蓄电池的工作原理为：

Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+ 2H2O。下列判断错误的是（）

A．铅蓄电池的结构中O2的作用可提高电池的工作效率

B．铅蓄电池放电时Pb电极的电极反应为：Pb-2e-=Pb2+

C．电池工作时，H+移向PbO2板

D．实验室用铅蓄电池作电源，用惰性电极电解CuSO4溶液，当阴极析出2.4g铜时，铅蓄电池内消耗H2SO4物质的量至少是0.075mol

【答案】B

【解析】

A．铅蓄电池的结构中正极产生的O2，可以快速通过隔板通道传送到负极还原为水，同时能够抑制负极上氢气的产生，从而可以提高电池的工作效率，故A正确；

B．铅蓄电池中Pb电极为负极，放电时负极发生氧化反应，电极反应式为：Pb-2e-+SO42-=PbSO4，故B错误；

C．铅蓄电池工作时为原电池，原电池中阳离子移向正极，因此H+移向PbO2板，故C正确；

D．实验室用铅蓄电池作电源，用惰性电极电解CuSO4溶液，当阴极析出2.4g铜，即 2.4g

=0.0375mol时，

64g/mol

转移电子0.0375mol×2=0.075mol，根据Pb+PbO2+2H2SO4═2PbSO4+2H2O，铅蓄电池内消耗H2SO4物质的量至少是0.075mol，故D正确；故选B。

【习题2】铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题：

（1）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层，铅在元素周期表的位置为，四氧化三铁可写成FeO·Fe2O3 的形式，如果将Pb3O4也写成相对应的形式应为：。

（2）PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为：。PbO2可有PbO与次氯酸钠溶液反应制得，其反应的离子方程式为。PbO2也可以通过石墨为电极，

Pb(NO 3)2和Cu(NO 3)2的混合溶液为电解液电解制取。阳极发生的电极反应式 ，阴极观察到的现象是 ；若电解液中不加入Cu(NO 3)2，阴极发生的电极反应式 ，这样做的主要缺点是 。

（3）PbO 2在加热过程发生分解的失重曲线如图所示，已知失重曲线上的a 点为样品失重4.0%（即

100%a 样品起始质量点固体质量

样品起始质量

）的残留固体，若a 点固体组成表示为PbO2或mPbO 2 ·nPbO,计算x 值

和m ：n ， 。

【答案】

（1）第六周期△A 族 2PbO·PbO 2

（2）PbO 2+4HCl(浓) PbCl 2+Cl 2+2H 2O PbO+ClO －

=PbO 2+Cl

－

Pb 2++2H 2O －2e －

= PbO 2↓+ 4H +

石墨上包上铜镀层 Pb 2++2e - =Pb↓ 不能有效利用Pb 2+

（3）1.4 2:3 【解析】

（1）碳和铅是同一主族元素，都为第四主族，铅比碳多4个电子层，说明在第六周期，所以铅的位置为第六周期△A 族。根据第四主族元素的化合价分析，铅有+2和+4价，所以将Pb 3O 4写成 2PbO·PbO 2。

（2）二氧化铅与浓盐酸反应生成黄绿色气体，说明产生了氯气，同时生成氯化铅和水，方程式为PbO 2+4HCl(浓)

PbCl 2+Cl 2+2H 2O 。氧化铅和次氯酸钠反应生成二氧化铅和氯化钠，离子方程式为：

PbO+ClO －

=PbO 2+Cl －

。 Pb(NO 3)2和Cu(NO 3)2的混合溶液为电解液电解制取PbO 2。Pb 2+发生氧化反应生成PbO 2，所以阳极发生的电极反应式Pb 2++2H 2O －2e －

= PbO 2↓+ 4H +，阴极反应为Cu 2++2e −=Cu ，所以观察到的现象是

石墨上包上铜镀层；若电解液中不加入Cu(NO 3)2，阴极发生的电极反应式Pb 2++2e - =Pb↓，这样做的主要缺点是不能有效利用Pb 2+生成PbO 2。