题目内容
【题目】硝酸银是中学实验室常用试剂。硝酸银不稳定,易发生如下反应:
①2AgNO3(s)= 2Ag(s)+ 2N02(g)+O2(g) △H1
②2NO2(g)N2O4(g) △H2
(1)2AgNO3(s)= 2Ag(s)+N2O4(g)+O2(g) △H=___________(用含△H1、△H2的式子表示)。
(2)实验室配制硝酸银溶液的操作方法是:将一定量硝酸银固体溶于浓硝酸中,加水稀释至指定体积。“硝酸”的作用是____________________________________________。
(3)一定温度下,在5L的恒容密闭容器中投入34 g AgNO3(s)并完全分解测得混合气体的总物质的量(n)与时间(t)的关系如图所示。
①下列情况能说明体系达到平衡状态的是___________(填字母)
a.Ag粉的质量不再改变 b.O2的浓度不再改变
c.NO2的体积分数不再改变 d.混合气体的密度不再改变
②反应开始到10min内N2O4的平均反应速率为___________mol·L-1·min-1。
③若达到平衡时,混合气体的总压强p=3.0MPa。在该温度下2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数Kp=___ (MPa)-1(结果保留2位小数)。[提示:用平衡时各组分分压替代浓度计算的平衡常数叫压强平衡常数(Kp),组分的分压(P1)=平衡时总压(P)×该组分的体积分数()]
④达到平衡后,再向容器中充入少量的NO2,平衡2NO2(g)N2O4(g)___________(填“向左”“向右”或“不”)移动,NO2的平衡转化率___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)已知几种难溶物的溶度积如下表所示:
难溶物 | AgI | AgSCN | AgCl | Ag2CrO4 | Ag2S |
溶度积 | 8.5×10-17 | 1.2x10-12 | 1.8×10-10 | 1.1×10-11 | 6.7×10-50 |
颜色 | 黄色 | 白色 | 白色 | 红色 | 黑色 |
实验室常用AgNO3溶液滴定Cl-,宜选择___________作指示剂(填字母)
A.KI B. NH4SCN C. Na2CrO 4 D.K2S
(5)工业上,常用电解法精炼粗银。粗银中含有Cu、Au等杂质,用AgNO3溶液作电解质溶液。若以电流强度aA,通电bmin后,制得精银的质量为ckg,则该精炼装置的电流效率为___________(只要求列出计算式即可)。[已知:1mol电子带96500C(库仑)电量,电流效率等于阴极得电子数与通过电子总数之比]
【答案】△H1+△H2 抑制Ag+水解 c 0.001 0.42 向右 增大 C 1000c×96500/(108×60ab)
【解析】
本题考查盖斯定律的使用;化学反应速率及化学平衡常数的计算;难溶物溶解平衡问题;电解池的有关计算。
(1)①2AgNO3(s)=2Ag(s)+2NO2(g)+O2(g) △H1
②2NO2(g) N2O4(g) △H2
结合盖斯定律,方程式①+方程式②即可得到目标方程式,则2AgNO3(s)=2Ag(s)+N2O4(g)+O2(g) △H=△H1+△H2; 故答案为:△H1+△H2;
(2)硝酸银溶液中硝酸银易水解:Ag++H2OAgOH+H+,配制过程中加入硝酸可以抑制水解,故答案为:抑制Ag+水解;
(3)①反应过程中,该物理量若发生变化,最终不再发生变化,则可以作为判断判断平衡的依据:a.Ag粉质量不再变化,只能说明AgNO3完全分解,不能说明反应达到平衡状态,故a错误;b.氧气浓度不再改变,只能说明AgNO3完全分解,不能说明反应达到平衡状态,故b错误;c.NO2的体积分数与气体总体积有关,气体总体积不变则NO2的体积分数不变,则NO2的体积分数不再变化可以说明反应达到平衡状态,故c正确;d.反应过程中容器体积不变,只要AgNO完全分解,气体总质量就保持不变,气体密度就不变,则气体密度不再变化不能说明反应达到平衡状态,故d错误。该题答案为c。
②n(AgNO3)=m/M=34g÷170g·mol-1=0.2mol,结合方程式①2AgNO3(s)= 2Ag(s)+ 2N02(g)+O2(g),得到生成气体总物质的量为0.3mol,其中O2为0.1mol;因为②2NO2(g)N2O4(g)气体物质的量变少,结合图像可知10min达到平衡时气体总物质的量为0.25mol,结合物质的量差可知生成的N2O4为0.05mol,依据反应速率公式υ(N2O4)=0.05mol÷5L÷10min=0.001mol/(L·min)。故答案为:0.001 。
③ 2NO2(g) N2O4(g)
起始:0.2mol 0
转化:0.1mol 0.05mol
平衡:0.1mol 0.05mol
同时体系中还有0.1mol氧气,P(NO2)=3MPa×=1.2 MPa,P(N2O4)=3MPa×=0.6 MPa,推得Kp=0.6MPa÷(1.2MPa)2=0.42 (MPa)-1,故答案为:0.42 ;
④再充入二氧化氮,导致二氧化氮浓度增大,平衡正移;恒容容器且反应物只有一种,当充入反应物时压强增大,平衡正移,转化率增大,故答案为:向右;增大。
(4)结合题干可以分析得到,用AgNO3溶液滴定Cl-,应先生成氯化银沉淀,当氯离子完全沉淀时,产生另一种有别于氯化银沉淀颜色的沉淀。故答案为:C。
(5)阴极电极反应式为Ag++e-=Ag,阴极得电子:1000c/108mol;电路中通过的电子:60ab/96500mol,精炼池的电流效率为1000c/108mol÷(60ab/96500mol)=1000c×96500/(108×60ab);故答案为:1000c×96500/(108×60ab)。