Question

（1）取一定量的铁粉与2mol?L^-1稀硝酸400mL反应，反应后硝酸和铁均无剩余（铁只显+2价），且硝酸的还原产物只有NO．（不考虑溶液体积的变化）
①若将铁粉慢慢加入到稀硝酸中，并搅拌，反应过程中溶液里Fe³⁺、H⁺、NO₃ˉ 三种离子中的某离子的物质的量的变化曲线如下图（1）所示，则该曲线表示的是

 

物质的量变化．
②若下图（1）中，当反应消耗0.2mol铁时，所需时间为2分钟，则H⁺离子的反应速率为

 

．

（2）0.10mol?L^-1的稀醋酸中存在着平衡：CH₃COOH?CH₃COOˉ+H⁺．
①在图（2）中a表示向稀醋酸中不断加水，b表示向稀醋酸中慢慢滴加0.10mol?Lˉ¹的稀氢氧化钠溶液．a中醋酸电离百分率的变化图线已画出，请你在上左图（1）中画出b过程中醋酸电离百分率的变化图线．
②一定温度下，利用pH计测定不同浓度醋酸溶液的pH值，得到如下数据：

醋酸浓度（mol?L-1）	1	0.1	0.01
pH值	2.50	3.00	3.50

求该温度下醋酸的电离常数

 

．当醋酸浓度为0.1mol?L^-1时，则电离百分率为

 

．
（3）乙醇是一种可再生能源，可用它来制成燃料电池（如上图3），试写出其负极的电极反应式

 

．现用该燃料电池为电源，实现在铁片上镀铜，应将

 

与铁片相连，当铁片上镀上19.2g铜时，消耗的乙醇为

 

克．

Answer 1

考点：弱电解质在水溶液中的电离平衡,离子方程式的有关计算,原电池和电解池的工作原理

专题：

分析：（1）①最初NO₃^-为0.8mol，故图中曲线表示NO₃^-物质的量的变化；
②当反应消耗0.2mol铁时，发生反应：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，据v（H⁺）=

△n V

△t

分析计算；
（2）①向0.1mol/L的醋酸溶液中慢慢滴加0.10mol?Lˉ¹的稀氢氧化钠溶液时，能够中和氢离子，平衡正向移动，醋酸的电离百分数增大；
②0.1mol/L的醋酸溶液的pH=3，则c（CH₃COO^-）=c（H⁺）=0.001mol/L，据Ka=

[H+]?[CH3COO-]

[CH3COOH]

计算；根据溶液pH和醋酸浓度计算电离度；
（3）原电池中负极上燃料失电子，碱性条件下，CH₃CH₂OH反应生成碳酸根离子；在铁片上镀铜时，铁片做阴极，接电源的负极，生成19.2g铜时，转移电子0.6mol，据电子守恒计算消耗乙醇的质量．

解答： 解：（1）①（3）最初NO₃^-为0.8mol，故图中曲线表示NO₃^-物质的量的变化，故答案为：NO₃^-；
②当反应消耗0.2mol铁时，发生反应：Fe+4HNO₃=Fe（NO₃）₃+NO↑+2H₂O，生成硝酸物质的量为0.8mol，氢离子为0.8mol，v（H⁺）=

△n V

△t

=

0.8mol 0.4L

2min

=1.0 mol?L^-1?min^-1，故答案为：1.0 mol?L^-1?min^-1；
（2）①向0.1mol/L的醋酸溶液中慢慢滴加0.10mol?Lˉ¹的稀氢氧化钠溶液时，能够中和氢离子，平衡正向移动，醋酸的电离百分数增大，图象为，故答案为：；
②0.1mol/L的醋酸溶液的pH=3，则c（CH₃COO^-）=c（H⁺）=0.001mol/L，据Ka=

[H+]?[CH3COO-]

[CH3COOH]

=

0.001×0.001

0.1-0.001

=1.0×10^-5；pH=3，则c（CH₃COO^-）=c（H⁺）=0.001mol/L，则醋酸的电离度为

0.001mol/L

0.1mol/L

=1%，故答案为：1.0×10^-5；1%；
（3）原电池中负极上燃料失电子，碱性条件下，CH₃CH₂OH反应生成碳酸根离子，电极反应式为C₂H₅OH-12eˉ+16OHˉ=2CO₃²ˉ+11H₂O；在铁片上镀铜时，铁片做阴极，接电源的负极C₁；生成19.2g铜时，转移电子0.6mol，据负极电极反应式可知，消耗乙醇物质的量为0.5mol，质量为2.3g，
故答案为：C₂H₅OH-12eˉ+16OHˉ=2CO₃²ˉ+11H₂O；C₁；2.3．

点评：本题考查了氧化还原反应中电子守恒的应用、弱电解质的电离平衡的移动、电离平衡常数的计算、电极反应式的书写，题目难度较大．