题目内容
某研究性学习小组对Mg和Al的性质进行了下列的实验及研究．
（1）以镁条、铝片为电极，稀NaOH溶液为电解质构成的原电池（如图1所示）时发现，刚开始时，电流表指针向右偏转，镁条做负极；但随后很快指针又向左偏转，镁条表面有极少量的气泡产生．
①开始阶段，负极发生的反应是
②随后阶段，铝片发生的电极反应式是
（2）经研究测定，镁与不同浓度的硝酸反应，生成气体产物的含量随HNO3浓度变化曲线如图2所示，溶液中的产物有Mg（NO3）2、NH4NO3和H2O．96mgMg在1L4mol?L-1的HNO3中完全溶解，并可收集到22.4mL（标准状况下）气体（忽略反应过程中HNO3浓度的变化），该反应的化学方程式是
分析：（1）①一般较活泼金属做负极，所以镁做负极失电子；
②生成的氢氧化镁难溶物附着在电极表面，阻止反应的进一步进行，铝成为新的负极；镁做正极；
（2）96mg Mg与1L 4mol/L的HNO3充分反应，Mg的物质的量比较少，反应中硝酸过量，由图象可知：n（NO）：n（N2）：n（NO2）：n（H2）=5：3：1：1，同时还原产物还有NH4+，根据Mg失去电子总数与气体得到电子数之差，求出NH4+的量，再通过原子守恒配平方程．
②生成的氢氧化镁难溶物附着在电极表面，阻止反应的进一步进行，铝成为新的负极；镁做正极；
（2）96mg Mg与1L 4mol/L的HNO3充分反应，Mg的物质的量比较少，反应中硝酸过量，由图象可知：n（NO）：n（N2）：n（NO2）：n（H2）=5：3：1：1，同时还原产物还有NH4+，根据Mg失去电子总数与气体得到电子数之差，求出NH4+的量，再通过原子守恒配平方程．
解答：解：（1）①镁较活泼所以做负极，Mg失电子变成Mg2+，负极反应为Mg+2OH--2e-=Mg（OH）2↓，故答案为：Mg+2OH--2e-=Mg（OH）2↓；
②Mg虽比Al活泼，但Mg不能与NaOH溶液反应，而Al可与NaOH溶液反应，故Al作负极，失电子生成Al3+，Al3+结合OH-生成AlO2，镁做正极，H+在镁电极上得电子生成氢气，
故答案为：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O；2H++2e-=H2↑（或2H2O+2e-=H2↑+2OH-）；
（2）Mg与总气体物质的量比值为4：1，
由图知：NO2：H2：N2：NO=1：1：3：5，
写方程的时设NO2、H2、N2、NO系数分别为1，1，3，5，Mg为40
根据电子转移的数目：产生1molNO2，转移1mol．同理H2：2mol，N2：10mol，NO：3mol
因此总共转移电子为1×1+1×2+3×10+5×3=48mol
但是40mol的Mg，转移80mol电子，还差了32mol
所以一定是还有NH4NO3生成，生成1molNH4NO3，转移8mol电子，现在有32mol电子所以是4molNH4NO3，
再根据N守恒，H守恒，反应为40Mg+100HNO3=5NO↑+H2↑+NO2↑+3N2↑+4NH4NO3+40Mg（NO3）2+41H2O，
故答案为：40Mg+100HNO3=5NO↑+H2↑+NO2↑+3N2↑+4NH4NO3+40Mg（NO3）2+41H2O．
②Mg虽比Al活泼，但Mg不能与NaOH溶液反应，而Al可与NaOH溶液反应，故Al作负极，失电子生成Al3+，Al3+结合OH-生成AlO2，镁做正极，H+在镁电极上得电子生成氢气，
故答案为：Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O；2H++2e-=H2↑（或2H2O+2e-=H2↑+2OH-）；
（2）Mg与总气体物质的量比值为4：1，
由图知：NO2：H2：N2：NO=1：1：3：5，
写方程的时设NO2、H2、N2、NO系数分别为1，1，3，5，Mg为40
根据电子转移的数目：产生1molNO2，转移1mol．同理H2：2mol，N2：10mol，NO：3mol
因此总共转移电子为1×1+1×2+3×10+5×3=48mol
但是40mol的Mg，转移80mol电子，还差了32mol
所以一定是还有NH4NO3生成，生成1molNH4NO3，转移8mol电子，现在有32mol电子所以是4molNH4NO3，
再根据N守恒，H守恒，反应为40Mg+100HNO3=5NO↑+H2↑+NO2↑+3N2↑+4NH4NO3+40Mg（NO3）2+41H2O，
故答案为：40Mg+100HNO3=5NO↑+H2↑+NO2↑+3N2↑+4NH4NO3+40Mg（NO3）2+41H2O．
点评：本题（1）考查了原电池正负极电极反应式的书写，根据电极上得失电子来判断正负极，然后书写电极反应式，（2）为易错点氧化还原方程式的配平，题目难度很大，要求学生对氧化还原反应掌握比较深入，同时有比较好的数学功底．
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（8分）有一包NaHCO3和KHCO3的混合物样品。某研究性学习小组对其进行如下探究。实验装置如图所示。将一定质量的混合物样品加入锥形瓶中，用针筒a分次注入一定体积的稀硫酸充分反应，再用针筒b收集生成气体的体积（忽略针筒壁之间的摩擦）
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（1）为了较准确地测量反应生成的CO2体积，必须保证整个装置的气密性良好。如果往锥形瓶中注入稀硫酸的体积为V1mL，充分反应后，针筒b中气体的读数为V2 mL，则反应中生成的CO2气体体积为 mL。
（2）某学生通过实验，测得如下数据（所用稀硫酸的物质的量浓度相矧），下列分析推理错误的是 。
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50mL稀硫酸 |
50mL稀硫酸 |
50mL稀硫酸 |
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m（混合物） |
9．2g |
15．7g |
27．6g |
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V（CO2）（标况） |
2．24L |
3．36L |
3．36L |
①稀硫酸的物质的量浓度为1.5mol/L
②15．7 g混合物恰好与稀硫酸完全反应
③加入混合物9．2 g时稀硫酸未反应完
④计算出样品中NaHC03和KHC03物质的量之比为1:1
（3）某同学设计了另一种方案，其操作流程如下：
在转移溶液时，如果溶液转移不完全，则测得的混合物中NaHC03和KHC03物质的量之比 （选填“偏人”、“偏小”或“不变”）。