Question

3．我国古代青铜器工艺精湛，有很高的艺术价值和历史价值，但出土的青铜器大多受到环境腐蚀，故对其进行修复和防护具有重要意义．
（1）原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第四周期．
（2）某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g，则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为10：1．
（3）研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl．关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是AB．
A．降低了反应的活化能  B．增大了反应的速率
C．降低了反应的焓变    D．增大了反应的平衡常数
（4）采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀．如将糊状Ag₂O涂在被腐蚀部位，Ag₂O与有害组分CuCl发生复分解反应，该化学方程式为Ag₂O+2CuCl=2AgCl+Cu₂O．
（5）如图为青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的示意图．
①腐蚀过程中，负极是c（填图中字母“a”或“b”或“c”）；
②环境中的Cl^-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu₂（OH）₃Cl，其离子方程式为2Cu²⁺+3OH^-+Cl^-=Cu₂（OH）₃Cl↓；
③若生成4.29g Cu₂（OH）₃Cl，则理论上耗氧体积为0.448L（标准状况）．

Answer 1

分析 （1）原子核外电子层数与其周期数相等，Cu原子核外有4个电子层；
（2）Sn、Pb的物质的量之比=$\frac{119g}{119g/mol}$：$\frac{20.7g}{207g/mol}$=1mol：0.1mol=10：1，根据N=nN_A知，物质的量之比等于其个数之比；
（3）A．催化剂降低了反应的活化能，增大活化分子百分数；  
B．催化剂降低了反应的活化能，增大活化分子百分数，增大活化分子之间的碰撞机会；
C．催化剂改变反应路径，但焓变不变；    
D．平衡常数只与温度有关；
（4）Ag₂O与有害组分CuCl发生复分解反应，则二者相互交换成分生成另外的两种化合物；
（5）①根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，则Cu作负极；
②Cl^-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu₂（OH）₃Cl，负极上生成铜离子、正极上生成氢氧根离子，所以该离子反应为氯离子、铜离子和氢氧根离子反应生成Cu₂（OH）₃Cl沉淀；
③n[Cu₂（OH）₃Cl]=$\frac{4.29g}{214.5g/mol}$=0.02mol，根据转移电子计算氧气物质的量，再根据V=nV_m计算体积．

解答 解：（1）原子核外电子层数与其周期数相等，Cu原子核外有4个电子层，所以Cu元素位于第四周期，故答案为：四；
（2）Sn、Pb的物质的量之比=$\frac{119g}{119g/mol}$：$\frac{20.7g}{207g/mol}$=1mol：0.1mol=10：1，根据N=nN_A知，物质的量之比等于其个数之比，所以Sn、Pb原子个数之比为10：1，故答案为：10：1；
（3）A．催化剂降低了反应的活化能，增大活化分子百分数，故A正确；  
B．催化剂降低了反应的活化能，增大活化分子百分数，增大活化分子之间的碰撞机会，所以反应速率增大，故B正确；
C．催化剂改变反应路径，但焓变不变，故C错误；    
D．平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，与催化剂无关，故D错误；
故选AB；
（4）Ag₂O与有害组分CuCl发生复分解反应，则二者相互交换成分生成另外的两种化合物，反应方程式为Ag₂O+2CuCl=2AgCl+Cu₂O，
故答案为：Ag₂O+2CuCl=2AgCl+Cu₂O；
（5）①根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，则Cu作负极，即c是负极，故答案为：c；
②Cl^-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu₂（OH）₃Cl，负极上生成铜离子、正极上生成氢氧根离子，所以该离子反应为氯离子、铜离子和氢氧根离子反应生成Cu₂（OH）₃Cl沉淀，离子方程式为2Cu²⁺+3OH^-+Cl^-=Cu₂（OH）₃Cl↓，故答案为：2Cu²⁺+3OH^-+Cl^-=Cu₂（OH）₃Cl↓；
③n[Cu₂（OH）₃Cl]=$\frac{4.29g}{214.5g/mol}$=0.02mol，根据转移电子得n（O₂）=$\frac{0.02mol×2×2}{4}$=0.02mol，V（O₂）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L，
故答案为：0.448．

点评 本题考查较综合，侧重考查学生自身综合应用及计算能力，涉及氧化还原反应计算、离子方程式及复分解反应方程式的书写、原电池原理、催化剂的作用等知识点，利用原电池原理、物质性质及转移电子守恒进行解答，易错点是（3）题，题目难度中等．