题目内容

(1)在25℃下,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℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,KsP[Cu(OH)2]=2.2×10-20.)
(2)在25℃下,将a mol?L-1的氨水与0.01mol?L-1的盐酸等体积混合,反应时溶液中c(NH4+)=c(Cl-).则溶液显
 
性(填“酸”“碱”或“中”);
(3)发射飞船时肼(N2H4)与NO2作推力能源,两者反应产生氮气和水蒸气.已知:
①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ/mol
则肼与二氧化氮反应的热化学方程式为:
 

(4)飞船使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点.氢氧燃料电池有酸式和碱式两种,其电池总反应均为:2H2+O2=2H2O.酸式氢氧燃料电池的电解质溶液是强酸溶液,其负极电极反应式可表示为:2H2-4e-=4H+,则其正极反应式为
 
;碱式氢氧燃料电池中的电解质溶液是强碱溶液,其正极电极反应式可表示为:O2+2H2O+4e-=4OH-,则其负极反应式为
 
.
考点:难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,热化学方程式,化学电源新型电池
专题:基本概念与基本理论
分析:(1)根据溶度积常数确定先沉淀的物质,溶度积常数越小的物质越先沉淀,铜离子和氨水反应生成氢氧化铜和铵根离子;
(2)c(NH4+)=c(Cl-),根据电荷守恒判断溶液中氢离子与氢氧根离子浓度的关系;
(3)由N2H4与N2的热化学方程式,运用盖斯定律,可知肼与二氧化氮反应的热化学方程式;
(4)酸性氢氧燃料电池在正极上放电的是氧气,电极反应是:O2+4e-+4H+=2H2O;碱式氢氧燃料电池在负极放电的是氢气,负极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O.
解答: 解:(1)溶度积常数越小的物质越先沉淀,氢氧化铜的溶度积小于氢氧化镁的溶度积,所以氢氧化铜先沉淀;铜离子和氨水反应生成氢氧化铜沉淀和铵根离子,离子方程式为:Cu2++2NH3?H2O?Cu(OH)2↓+2NH4+,
故答案为:Cu(OH)2,Cu2++2NH3?H2O?Cu(OH)2↓+2NH4+;
(2)在25℃下,将a mol?L-1的氨水与0.01mol?L-1的盐酸等体积混合,反应时溶液中c(NH4+)=c(Cl-),根据电荷守恒可得:c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,则溶液显中性,
故答案为:中性;     
(3)根据盖斯定律,将(2×①)+(2×②)可知:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g )△H=-1135.7kJ/mol,
故答案为:2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g )△H=-1135.7kJ/mol;   
(3)氢氧燃料电池无论是酸式还是碱式,其电池总反应均为:2H2+O2=2H2O ①
酸式氢氧燃料电池负极电极反应式为:2H2-4e-=4H+②
用(①-②)即得酸式氢氧燃料电池的正极反应:O2+4e-+4H+=2H2O;
碱式氢氧燃料电池的正极电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-③
用(①-③)即得:2H2-4e-+4OH-=4H2O,故碱式氢氧燃料电池的负极反应:H2-2e-+2OH-=2H2O,
故答案为:O2+4e-+4H+=2H2O;H2-2e-+2OH-=2H2O.
点评:本题考查了难溶物溶度积的应用、热化学方程式的书写、原电池工作原理及其应用等知识,为基础性试题的考查,题目难度中等,注意掌握难溶物溶度积与溶解度的关系、盖斯定律的内容及应用方法,明确电解原理,能够正确书写电极反应式,试题培养了学生灵活应用所学知识的能力.
练习册系列答案
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类比是一种重要的科学研究方法.某化学实验小组类比AgOH能溶于氨水的性质,猜测Cu(OH)2也具有同样的性质,并对此进行实验探究:
写出AgOH与氨水反应的离子方程式
 
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甲组同学进行如下操作:
向干燥洁净的试管中加入CuSO4溶液,再向其中逐滴加入氨水,观察到蓝色沉淀生成;继续滴加,观察显现象,由此得出Cu(OH)2可溶于氨水的结论.
写出生成蓝色沉淀的离子方程式:
 

写出向沉淀中滴加氨水的实验现象:
 

(3)乙组同学向CuSO4溶液中滴加NaOH溶液,制得Cu(OH)2悬浊液A,向其中加入足量氨水,始终未观察到(2)中的现象.
甲乙两组同学在对他们的实验及现象进行比对后,决定对Cu(OH)2与氨水反应的机理进行探究:
该实验小组的同学取一定量上述制得的Cu(OH)2悬浊液A,向其中加入足量饱和NH4Cl溶液,结果观察到(2)中现象.
据此,有同学认为由于饱和NH4Cl溶液的加入引入了Cl-,致使Cu(OH)2与氨水的反应得以发生,而指导老师表示这一观点是不成立的.为了排除Cl-的干扰,该组同学又做了如下实验:
取一定量上述制得的Cu(OH)2悬浊液A,向其中加入饱和
 
溶液(填化学式),结果同样观察到(2)中的现象,据此可知该反应的发生与Cl-无关.
因此,同学们又提出:Cu(OH)2与氨水的反应的发生需要NH4+的参与,于是同学们进一步探究:
向干燥洁净的试管中加入CuSO4溶液,再向其中逐滴加入氨水,观察到蓝色沉淀生成.通过离心的方法得到Cu(OH)2沉淀.将沉淀洗涤后,置于干燥洁净的试管中,向试管中滴加足量饱和氨水,为观察到(2)中现象,再向试管中滴加足量饱和NH4Cl溶液,观察到(2)中现象.
检验是否沉淀洗涤干净的操作是
 
据此,可以得出结论:在Cu(OH)2与氨水的反应中,NH4+起着至关重要的作用,且
 
对反应的发生有影响.
(4)试从溶解平衡角度解释上述反应发生过程中NH4+的原因:
 
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