Question

（1）已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数：

弱酸化学式	HSCN	CH3COOH	HCN	H2CO3
电离平衡常数	1.3×10—1	1.8×10—5	4.9×10—10	K1=4.3×10—7  K2=5.6×10—11

 
①等物质的量浓度的a.CH₃COONa、b.NaCN、c.Na₂CO₃、d.NaHCO₃溶液的pH由大到小的顺序为
                       （填序号）。
②25℃时，将20 mL 0.1 mol·L^—1 CH₃COOH溶液和20 mL 0.1 mol·L^—1HSCN溶液分别与20 mL 0.1 mol·L^—1NaHCO₃溶液混合，实验测得产生的气体体积（V）随时间（t）的变化如图所示：反应初始阶段两种溶液产生CO₂气体的速率存在明显差异的原因是                                      。反应结束后所得两溶液中，c（CH₃COO^—）    c（SCN^—）（填“＞”、“＜”或“＝”）

③若保持温度不变，在醋酸溶液中加入少量盐酸，下列量会变小的是______（填序号）。
a. c(CH₃COO^－)   b. c(H⁺)   c. K_w                d. 醋酸电离平衡常数 
（2）下图为某温度下，PbS（s）、ZnS（s）、FeS（s）分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，溶液的S^2—浓度、金属阳离子浓度变化情况。如果向三种沉淀中加盐酸，最先溶解的是           （填化学式）。向新生成的ZnS浊液中滴入足量含相同浓度的Pb²⁺、Fe²⁺的溶液，振荡后，ZnS沉淀会转化为              （填化学式）沉淀。

（3）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50 mL 2 mol·L^—1的氯化铜溶液的装置示意图：

请回答：
① 甲烷燃料电池的负极反应式是                                          。
② 当线路中有0.1 mol电子通过时，       极增重________g

Answer 1

（13分）（1）① c b d a （2分）
②同浓度的HSCN比CH₃COOH酸性强，与NaHCO₃溶液反应快（2分） ＜（1分） ③ a（2分）
（2）FeS （1分） PbS （1分）
（3）①CH₄ —8e^— + 2H₂O＝CO₂ + 8H⁺  （2分） ②b（1分）   3.2（1分）

试题分析：（1）①电离平衡常数越小，酸越弱，因此根据电离平衡常数可知，酸性强弱顺序是HSCN＞CH₃COOH＞H₂CO₃＞HCN＞HCO₃^－。酸越弱，相应的钠盐越容易水解，溶液的pH越大，则等物质的量浓度的a.CH₃COONa、b.NaCN、c.Na₂CO₃、d.NaHCO₃溶液的pH由大到小的顺序为c＞b＞d＞a。
②根据电离常数可知，同浓度的HSCN比CH₃COOH酸性强，所以与NaHCO₃溶液反应快；反应结束后得到的是醋酸钠后NaSCN溶液。由于酸性是HSCN比CH₃COOH酸性强，所以醋酸钠的水解程度强于NaSCN的水解程度，因此溶液中c（CH₃COO^—）＜c（SCN^—）。
③根据图像可知，PbS、ZnS、FeS的溶度积常数依次增大，所以如果向三种沉淀中加盐酸，最先溶解的是FeS。根据溶解平衡可知，沉淀容易向生成更难溶的方向转化，因此向新生成的ZnS浊液中滴入足量含相同浓度的Pb²⁺、Fe²⁺的溶液，振荡后，ZnS沉淀会转化为PbS沉淀。
（3）①原电池中负极失去电子，正极得到电子。因此在该燃料电池中甲烷在负极通入，氧气在正极通入。由于电解质是酸性电解质，所以负极电极反应式是CH₄ —8e^— + 2H₂O＝CO₂ + 8H⁺。
②根据装置图可知，不电极与燃料电池的负极相连，作阴极。溶液中的铜离子在阴极放电，电极反应式是Cu^2＋＋2e^－＝Cu，所以不电极质量增加×64g/mol＝3.2g。