Question

（1）一定溫度下，向某容積固定的容器中加入NH₄I固體，發(fā)生如下反應(yīng)：
①NH₄I（s）?NH₃（g）+HI（g）         ②2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）
達(dá)到平衡時(shí)測得HI和H₂物質(zhì)的量濃度分別為4mol?L^-1和1mol?L^-1．則反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)K=

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀硫酸反應(yīng)制取H₂，反應(yīng)過程中水的電離平衡

 

移動(dòng)（填“向左”、“向右”或“不”）．
（3）Cu與稀硫酸不能自發(fā)反應(yīng)產(chǎn)生H₂，為了使反應(yīng)2H⁺+Cu═Cu²⁺+H₂↑能進(jìn)行，請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)合適的實(shí)驗(yàn)方案，在方框中畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖（不書寫方案，只要求畫出裝置圖）．
（4）近年來，在化學(xué)電源的研究方面取得了一些重要成果，燃料電池就是其中一項(xiàng)．已知2.3g液態(tài)乙醇在室溫時(shí)完全燃燒放出的熱量為68.4kJ，則該條件下乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式為

 

．若將乙醇的燃燒反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池裝置，能量的利用率會更高，當(dāng)電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀溶液時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式為．
（5）室溫時(shí)，在0.10mol?L^-1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分?jǐn)嚢栌袦\藍(lán)色氫氧化銅沉淀生成，當(dāng)溶液的pH=8時(shí)，c（Cu²⁺）=

 

mol?L^-1（室溫時(shí)Ksp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）．

Answer 1

分析：（1）反應(yīng)①的平衡常數(shù)k=c（NH₃）?c（HI），NH₄I分解生成的HI為平衡時(shí)HI與分解的HI之和，即為NH₄I分解生成的NH₃，由反應(yīng)②可知分解的c（HI）為平衡時(shí)c（H₂）的2倍，求出為NH₄I分解生成的NH₃，代入反應(yīng)①的平衡常數(shù)K=c（NH₃）?c（HI）計(jì)算；
（2）隨硫酸消耗氫離子濃度減小，對水的電離抑制程度減小，水的電離正向進(jìn)行；
（3）銅和稀硫酸不反應(yīng)，是非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，通過設(shè)計(jì)成電解池，銅做陽極，硫酸做電解質(zhì)溶液可以實(shí)現(xiàn)銅和稀硫酸的反應(yīng)；
（4）2.3g液態(tài)乙醇在室溫時(shí)完全燃燒放出的熱量為68.4kJ，計(jì)算46g乙醇燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱，依據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法寫出熱化學(xué)方程式；將乙醇的燃燒反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池裝置，燃料在原電池的負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，當(dāng)電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀溶液時(shí)反應(yīng)生成碳酸鹽，依據(jù)電子守恒和電荷守恒寫出電極反應(yīng)；
（5）依據(jù)沉淀溶解平衡中的溶度積常數(shù)計(jì)算．

解答：解：（1）平衡時(shí)c（HI）=4mol?L^-1，HI分解生成的H₂的濃度為1mol?L^-1，則：
NH₄I分解生成的HI的濃度為4mol?L^-1+2×1mol?L^-1=6mol?L^-1，
所以NH₄I分解生成的NH₃的濃度為6mol?L^-1，
所以反應(yīng)①的平衡常數(shù)k=c（NH₃）?c（HI）=6mol?L^-1×4mol?L^-1=24mol²?L^-2；
故答案為：24mol²?L^-2；
（2）實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀硫酸反應(yīng)制取H₂，反應(yīng)過程中氫離子濃度減小，對水的抑制程度減小，水的電離平衡向右移動(dòng)；
故答案為：向右；
（3）銅和稀硫酸不反應(yīng)，是非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，通過設(shè)計(jì)成電解池，銅做陽極，硫酸做電解質(zhì)溶液可以實(shí)現(xiàn)銅和稀硫酸的反應(yīng)，裝置如圖所示：
；
故答案為：；
（4）2.3g液態(tài)乙醇在室溫時(shí)完全燃燒放出的熱量為68.4kJ，計(jì)算46g乙醇燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放熱為1368KJ/mol，熱化學(xué)方程式為：CH₃CH₂OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1368KJ/mol；將乙醇的燃燒反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池裝置，燃料在原電池的負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，當(dāng)電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀溶液時(shí)反應(yīng)生成碳酸鹽，依據(jù)電子守恒和電荷守恒寫出電極反應(yīng)為：CH₃CH₂OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O；
故答案為：CH₃CH₂OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1368KJ/mol，CH₃CH₂OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O；
（5）室溫時(shí)，在0.10mol?L^-1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分?jǐn)嚢栌袦\藍(lán)色氫氧化銅沉淀生成，當(dāng)溶液的pH=8時(shí)，室溫時(shí)Ksp[Cu（OH）₂]=c（Cu²⁺）×c²（OH^-）=2.2×10^-20，當(dāng)溶液的pH=8時(shí)c（OH-）=10^-6mol/L，c（Cu²⁺）=2.2×10^-8mol/L；
故答案為：2.2×10^-8mol/L．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算，解題關(guān)鍵在于平衡時(shí)HI為NH₄I分解生成的HI與分解的HI之差，原電池、電解池原理的分析應(yīng)用，熱化學(xué)方程式書寫，沉淀溶解平衡的溶度積常數(shù)計(jì)算，題目難度中等．