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第周期，第

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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第 ________ 周期，第 ________ 族； PbO₂ 的酸性比 CO₂ 的酸性 ________( 填 “ 强 ” 或 “ 弱 ”) 。

(2)Pb O₂ 与浓盐酸共热生成黄绿色气体，反应的化学方程式为 ________________ 。

(3)PbO₂ 可由 PbO 与次氯酸钠溶液反应制得，反应的离子方程式为 ______________ ； PbO₂ 也可以通过石墨为电极， Pb(NO₃ )₂ 和 Cu(NO₃ )₂ 的混合溶液为电解 ___ ，阴极上观察到的现象是 ________________ ；若电解液中不加入 Cu(NO₃ )₂ ，阴极发生的电极反应式为 _______ ，这样做的主要缺点是 ________ 。

(4)PbO₂ 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%) 的残留固体。若 a 点固体组成表示为 PbO _x 或 m PbO₂ · n PbO ，列式计算 x 值和 m n 值 ________ 。

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答案和解析

解析　 (1) 碳在元素周期表中位于第二周期第 ⅣA 族，铅是碳的同族元素，比碳多 4 个电子层，故铅在元素周期表的位置为第六周期第 ⅣA 族；铅位于碳的下方，同主族元素由上到下，非金属性逐渐减弱，故 PbO₂ 的酸性比 CO₂ 的酸性弱。

(2)PbO₂ 中的 Pb 为＋ 4 价， Pb 为＋ 2 价时相对稳定，故 PbO₂ 中的 Pb 具有强氧化性，能发生类似 MnO₂ 与浓盐酸的反应，将 Cl ^－氧化为 Cl₂ ，故反应方程式为 PbO₂ ＋ 4HCl( 浓 ) PbCl₂ ＋ Cl₂ ↑ ＋ 2H₂ O 。

(3) 由 PbO 和 NaClO 反应制 PbO₂ ， PbO→PbO₂ ， Pb 的化合价升高，则 NaClO 作氧化剂，本身被还原为 NaCl ，故离子方程式为 PbO ＋ ClO ^－ == =PbO₂ ＋ Cl ^－；石墨为电极，电解 Pb(NO₃ )₂ 和 Cu(NO₃ )₂ 的混合液制 PbO₂ ，则 Pb² ^＋应在阳极发生氧化反应得到 PbO₂ ，故阳极电极反应式为 Pb² ^＋＋ 2H₂ O － 2e ^－ == =PbO₂ ＋ 4H ^＋；阴极上阳离子反应，阳离子有 Pb² ^＋、 Cu² ^＋、 H ^＋，根据阳离子放电顺序，应为 Cu² ^＋＋ 2e ^－ == =Cu ，而生成的金属 Cu 会覆在石墨电极上，故阴极观察到的现象为石墨上包上铜镀层，若电解液中不加入 Cu(NO₃ )₂ ，阴极 Pb² ^＋放电，生成金属 Pb ， Pb² ^＋＋ 2e ^－ == =Pb ，这样 Pb² ^＋被消耗不能生成 PbO₂ ，降低了 Pb² ^＋的利用率。