Question

運用化學(xué)反應(yīng)原理研究以下問題：
（1）合成氨反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g），若在恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，平衡______移動（填“向左”、“向右”或“不”），平衡常數(shù)K______（填“變大”、“變小”或“不變”）；使用催化劑______反應(yīng)的△H（填“增大”、“減小”或“不改變”）．
（2）在25℃時，向濃度均為0.1mol?L^-1的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成______沉淀（填化學(xué)式），生成該沉淀的離子方程式為______．（已知25°CK_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）
（3）在25℃時，將a mol?L^-1的氨水與0.01mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)平衡時溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-），則溶液顯______性（填“酸”、“堿”或“中”）；且a______0.01（填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）依據(jù)反應(yīng)：Cu²⁺（aq）+Fe（s）═Fe²⁺（aq）+Cu（s） 設(shè)計的原電池如圖所示：
電極X的材料是______；電解質(zhì)溶液Y是______；若Y為氯化鈉溶液，則經(jīng)過一段時間，發(fā)現(xiàn)X極上出現(xiàn)銹斑，則此過程中正極的電極反應(yīng)式為______．

Answer 1

【答案】分析：（1）由恒溫、恒壓條件下向平恒體系中通入氬氣，則反應(yīng)體系的體積增大；化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與物質(zhì)的濃度無關(guān)；由催化劑只能改變反應(yīng)途徑而不能改變反應(yīng)的始終態(tài)來分析；
（2）根據(jù)難溶物的溶度積來分析先沉淀的物質(zhì)，然后書寫離子反應(yīng)方程式，注意弱電解質(zhì)應(yīng)保留化學(xué)式來解答；
（3）根據(jù)溶液中陰陽離子的電荷相等判斷溶液的酸堿性；
體積相等稀鹽酸和氨水混合，若濃度相等，則恰好完全反應(yīng)生成氯化銨，溶液顯酸性，若溶液恰好呈中性時氨水應(yīng)稍微過量，據(jù)此分析；
（4）根據(jù)反應(yīng)“Cu²⁺（aq）+Fe（s）═Fe²⁺（aq）+Cu（s）”分析，在反應(yīng)中，鐵被氧化，失電子，應(yīng)為原電池的負(fù)極，則正極為活潑性較鐵弱的銅，Cu²⁺在正極上得電子被還原，電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液或氯化銅溶液等；在弱酸性或中性溶液中，鐵容易發(fā)生吸氧腐蝕．
解答：解：（1）恒溫、恒壓條件下向平恒體系中通入氬氣，則反應(yīng)體系體積增大，相當(dāng)于壓強(qiáng)減小，則平衡向氣體體積增大的方向移動，即左移；
化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變；
因使用催化劑只是改變了反應(yīng)的途徑，沒有改變反應(yīng)物與生成物的狀態(tài)，則△H不變；
故答案為：向左；不變；不改變；
（2）由于K_sP[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20＜K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，所以Cu（OH）₂先生成沉淀；一水合氨和銅離子反應(yīng)生成氫氧化銅和氨根離子，所以離子方程式為
2NH₃?H₂O+Cu²⁺=Cu（OH）₂↓+2 NH₄⁺，故答案為：Cu（OH）₂；2NH₃?H₂O+Cu²⁺=Cu（OH）₂↓+2 NH₄⁺；
（3）根據(jù)溶液的電中性原則，c（NH₄⁺）=c（Cl^-），則c（H⁺）=c（OH^-），則溶液顯中性；
因體積、濃度相同的稀鹽酸和氨水混合，溶液中的溶質(zhì)為氯化銨，溶液呈酸性，若該溶液恰好呈中性，氨水應(yīng)稍微過量，所以氨水的濃度大于鹽酸的濃度．
故答案為：中；＞；
（4）由反應(yīng)“Cu²⁺（aq）+Fe（s）═Fe²⁺（aq）+Cu（s）”可知，在反應(yīng)中，鐵被氧化，失電子，應(yīng)為原電池的負(fù)極，Cu²⁺在正極上得電子被還原，電解質(zhì)溶液為含有銅離子的溶液，硫酸銅溶液或氯化銅溶液等；在弱酸性或中性溶液中，鐵容易發(fā)生吸氧腐蝕，氯化鈉溶液呈中性，所以鐵在氯化鈉溶液中易腐蝕吸氧腐蝕，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．
故答案為：Fe；硫酸銅溶液或氯化銅溶液等；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．
點評：本題考查了原電池的設(shè)計、難溶電解質(zhì)的溶解平衡等知識點，難度較大，易錯題是（3）題，注意原電池的設(shè)計是高考的熱點，根據(jù)電池反應(yīng)式設(shè)計：發(fā)生氧化反應(yīng)的金屬作負(fù)極，比負(fù)極不活潑的金屬或?qū)щ姷姆墙饘僮髡龢O，含有發(fā)生還原反應(yīng)的離子溶液作電解質(zhì)溶液．