题目内容
运用化学反应原理研究以下问题：（1）合成氨反应N2（g）+3H2（g）
2NH3（g），若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，平衡______移动（填“向左”、“向右”或“不”），平衡常数K______（填“变大”、“变小”或“不变”）；使用催化剂______反应的△H（填“增大”、“减小”或“不改变”）．（2）在25℃时，向浓度均为0.1mol?L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成______沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为______．（已知25°CKsp[Mg（OH）2]=1.8×10-11，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20）
（3）在25℃时，将a mol?L-1的氨水与0.01mol?L-1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c（NH4+）=c（Cl-），则溶液显______性（填“酸”、“碱”或“中”）；且a______0.01（填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）依据反应：Cu2+（aq）+Fe（s）═Fe2+（aq）+Cu（s） 设计的原电池如图所示：
电极X的材料是______；电解质溶液Y是______；若Y为氯化钠溶液，则经过一段时间，发现X极上出现锈斑，则此过程中正极的电极反应式为______．
【答案】分析：（1）由恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气，则反应体系的体积增大；化学平衡常数只与温度有关，与物质的浓度无关；由催化剂只能改变反应途径而不能改变反应的始终态来分析；
（2）根据难溶物的溶度积来分析先沉淀的物质，然后书写离子反应方程式，注意弱电解质应保留化学式来解答；
（3）根据溶液中阴阳离子的电荷相等判断溶液的酸碱性；
体积相等稀盐酸和氨水混合，若浓度相等，则恰好完全反应生成氯化铵，溶液显酸性，若溶液恰好呈中性时氨水应稍微过量，据此分析；
（4）根据反应“Cu2+（aq）+Fe（s）═Fe2+（aq）+Cu（s）”分析，在反应中，铁被氧化，失电子，应为原电池的负极，则正极为活泼性较铁弱的铜，Cu2+在正极上得电子被还原，电解质溶液为硫酸铜溶液或氯化铜溶液等；在弱酸性或中性溶液中，铁容易发生吸氧腐蚀．
解答：解：（1）恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气，则反应体系体积增大，相当于压强减小，则平衡向气体体积增大的方向移动，即左移；
化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变；
因使用催化剂只是改变了反应的途径，没有改变反应物与生成物的状态，则△H不变；
故答案为：向左；不变；不改变；
（2）由于KsP[Cu（OH）2]=2.2×10-20＜Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11，所以Cu（OH）2先生成沉淀；一水合氨和铜离子反应生成氢氧化铜和氨根离子，所以离子方程式为
2NH3?H2O+Cu2+=Cu（OH）2↓+2 NH4+，故答案为：Cu（OH）2；2NH3?H2O+Cu2+=Cu（OH）2↓+2 NH4+；
（3）根据溶液的电中性原则，c（NH4+）=c（Cl-），则c（H+）=c（OH-），则溶液显中性；
因体积、浓度相同的稀盐酸和氨水混合，溶液中的溶质为氯化铵，溶液呈酸性，若该溶液恰好呈中性，氨水应稍微过量，所以氨水的浓度大于盐酸的浓度．
故答案为：中；＞；
（4）由反应“Cu2+（aq）+Fe（s）═Fe2+（aq）+Cu（s）”可知，在反应中，铁被氧化，失电子，应为原电池的负极，Cu2+在正极上得电子被还原，电解质溶液为含有铜离子的溶液，硫酸铜溶液或氯化铜溶液等；在弱酸性或中性溶液中，铁容易发生吸氧腐蚀，氯化钠溶液呈中性，所以铁在氯化钠溶液中易腐蚀吸氧腐蚀，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-．
故答案为：Fe；硫酸铜溶液或氯化铜溶液等；O2+2H2O+4e-═4OH-．
点评：本题考查了原电池的设计、难溶电解质的溶解平衡等知识点，难度较大，易错题是（3）题，注意原电池的设计是高考的热点，根据电池反应式设计：发生氧化反应的金属作负极，比负极不活泼的金属或导电的非金属作正极，含有发生还原反应的离子溶液作电解质溶液．
（2）根据难溶物的溶度积来分析先沉淀的物质，然后书写离子反应方程式，注意弱电解质应保留化学式来解答；
（3）根据溶液中阴阳离子的电荷相等判断溶液的酸碱性；
体积相等稀盐酸和氨水混合，若浓度相等，则恰好完全反应生成氯化铵，溶液显酸性，若溶液恰好呈中性时氨水应稍微过量，据此分析；
（4）根据反应“Cu2+（aq）+Fe（s）═Fe2+（aq）+Cu（s）”分析，在反应中，铁被氧化，失电子，应为原电池的负极，则正极为活泼性较铁弱的铜，Cu2+在正极上得电子被还原，电解质溶液为硫酸铜溶液或氯化铜溶液等；在弱酸性或中性溶液中，铁容易发生吸氧腐蚀．
解答：解：（1）恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气，则反应体系体积增大，相当于压强减小，则平衡向气体体积增大的方向移动，即左移；
化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变；
因使用催化剂只是改变了反应的途径，没有改变反应物与生成物的状态，则△H不变；
故答案为：向左；不变；不改变；
（2）由于KsP[Cu（OH）2]=2.2×10-20＜Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11，所以Cu（OH）2先生成沉淀；一水合氨和铜离子反应生成氢氧化铜和氨根离子，所以离子方程式为
2NH3?H2O+Cu2+=Cu（OH）2↓+2 NH4+，故答案为：Cu（OH）2；2NH3?H2O+Cu2+=Cu（OH）2↓+2 NH4+；
（3）根据溶液的电中性原则，c（NH4+）=c（Cl-），则c（H+）=c（OH-），则溶液显中性；
因体积、浓度相同的稀盐酸和氨水混合，溶液中的溶质为氯化铵，溶液呈酸性，若该溶液恰好呈中性，氨水应稍微过量，所以氨水的浓度大于盐酸的浓度．
故答案为：中；＞；
（4）由反应“Cu2+（aq）+Fe（s）═Fe2+（aq）+Cu（s）”可知，在反应中，铁被氧化，失电子，应为原电池的负极，Cu2+在正极上得电子被还原，电解质溶液为含有铜离子的溶液，硫酸铜溶液或氯化铜溶液等；在弱酸性或中性溶液中，铁容易发生吸氧腐蚀，氯化钠溶液呈中性，所以铁在氯化钠溶液中易腐蚀吸氧腐蚀，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2+2H2O+4e-═4OH-．
故答案为：Fe；硫酸铜溶液或氯化铜溶液等；O2+2H2O+4e-═4OH-．
点评：本题考查了原电池的设计、难溶电解质的溶解平衡等知识点，难度较大，易错题是（3）题，注意原电池的设计是高考的热点，根据电池反应式设计：发生氧化反应的金属作负极，比负极不活泼的金属或导电的非金属作正极，含有发生还原反应的离子溶液作电解质溶液．
练习册系列答案
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