Question

12．（1）理論上講，任何自發(fā)的氧化還原反應都可以設計成原電池．請利用反應“Cu+2Ag⁺═2Ag+Cu²⁺”設制一個化學電池（正極材料用碳棒），回答下列問題：
①該電池的負極材料是Cu，發(fā)生氧化反應（填“氧化”或“還原”），電解質(zhì)溶液是硝酸銀溶液；
②若導線上轉移電子1mol，則被還原的物質(zhì)108克．
（2）已知拆開1mol H-H鍵、1mol N≡N、1mol N-H鍵分別需要吸收的能量為436kJ、946k J、391k J．則由N₂和H₂反應生成1mol NH₃需要放出（填“放出”或“吸收”）46KJ的熱量．
（3）常溫下將0.010molCH₃COONa和0.004molHCl溶于水，配制成0.5L混合溶液，判斷：
①溶液中共有7種微粒（包括分子和離子）；
②溶液中有兩種微粒的物質(zhì)的量之和一定等于0.010mol，它們是CH₃COO^-和CH₃COOH；溶液中n（CH₃COO^-）+n（OH^-）-n（H⁺）=0.006mol．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)方程式，失電子的物質(zhì)作負極；電解質(zhì)溶液中含有得電子的Ag⁺；
②根據(jù)正極反應式計算Ag的物質(zhì)的量，帶入m=nM計算質(zhì)量；
（2）化學反應中，化學鍵斷裂吸收能量，形成新化學鍵放出能量，根據(jù)方程式計算，化學反應中，反應物的總能量大于生成物的總能量，反應放熱，反之吸熱，以此計算反應熱并判斷吸熱還是放熱；
（3）CH₃COONa和HCl反應生成CH₃COOH和NaCl，因CH₃COONa的物質(zhì)的量大于HCl，所以醋酸鈉有剩余，溶液中的溶質(zhì)為NaCl、CH₃COOH、CH₃COONa，且CH₃COONa的物質(zhì)的量與CH₃COOH的物質(zhì)的量之比為3：2，
①溶液中存在電離平衡H₂O?H⁺+OH^-、CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，水解平衡CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-，據(jù)此判斷溶液中存在的粒子；
②任何電解質(zhì)溶液中都存在物料守恒，根據(jù)物料守恒判斷；任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒，根據(jù)電荷守恒判斷．

解答 解：（1）①原電池中失電子的物質(zhì)作負極，負極發(fā)生氧化反應，根據(jù)反應方程式知，Cu作負極，電解質(zhì)溶液中含有得電子的Ag⁺，可用硝酸銀溶液作電解質(zhì)溶液，
故答案為：Cu；氧化；硝酸銀溶液；
②由Ag⁺+e^-=Ag可知，導線上轉移電子1mol，則被還原生成1molAg，質(zhì)量為1mol×108g/mol=108g，
故答案為：108；
（2）拆1molH-H鍵、1molN≡N、1molN-H鍵分別需要吸收的能量為436kJ、946kJ、391kJ，在反應N₂+3H₂?2NH₃中，斷裂3mol H-H鍵，1mol N三N鍵共吸收的能量為：3×436kJ+946kJ=2254kJ，
生成2mol NH₃，共形成6molN-H鍵，放出的能量為：6×391kJ=2346kJ，
吸收的能量少，放出的能量多，該反應為放熱反應，
放出的熱量為：2346kJ-2254kJ=92kJ，
所以生成1mol NH₃放出熱量為46KJ；
故答案為：放出；46KJ；
（3）CH₃COONa和HCl反應生成CH₃COOH和NaCl，因CH₃COONa的物質(zhì)的量大于HCl，所以醋酸鈉有剩余，溶液中的溶質(zhì)為NaCl、CH₃COOH、CH₃COONa，且CH₃COONa的物質(zhì)的量與CH₃COOH的物質(zhì)的量之比為3：2，
①溶液中存在電離平衡 H₂O?H⁺+OH^-、CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，水解平衡CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-，所以溶液中存在的粒子有H₂O、H⁺、OH^-、CH₃COOH、CH₃COO^-、Na⁺、Cl^-，所以一共有7種微粒，故答案為：7；
 ②任何電解質(zhì)溶液中都存在物料守恒，根據(jù)物料守恒得n（CH₃COO^-）+n（CH₃COOH）=0.010mol；溶液中存在電荷守恒，根據(jù)電荷守恒得n（CH₃COO^-）+n（OH^-）+n（Cl^-）=n（H⁺）+n（Na+），所以的n（CH₃COO^-）+n（OH^-）-n（H⁺）=n（Na+）-n（Cl^-）=0.010mol-0.004mol=0.006mol，
故答案為：CH₃COO^-；CH₃COOH；0.006．

點評 本題考查原電池的設計、反應熱的計算、離子濃度大小比較，題目難度不大，（3）中明確溶液中的溶質(zhì)是解本題關鍵，再利用電荷守恒、物料守恒解答，會判斷溶液中存在的微粒，為易錯點．