Question

【題目】(1)為了驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，下列裝置能達到實驗目的的是_______。

(2)將CH4設計成燃料電池，其利用率更高，裝置如圖所示(A、B為多孔碳棒)。

A處其電極反應式為___________；

(3)某元素的同位素，它的氯化物XCl21.11g溶于水配成溶液后，加入1mo1/L的AgNO3溶液20mL，恰好完全反應。若這種同位素的原子核內有20個中子，Z的值為_____，A的值為______。

(4)將固體NH4Br置于密閉容器中，在某溫度下，發生下列反應：

NH4Br(s)NH3(g)+HBr(g) 2HBr(g)Br2(g)+H2(g)

2min后，測知c(H2)=0.5mo/L，c(HBr)=4mol/L。若上述反應速率用v(NH3)表示，則v(NH3)=_____

Answer 1

【答案】 ② CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 20 40 2.5mol/(L·min)

【解析】（1）驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，在原電池中，銅作負極、其它導電的金屬或非金屬作正極，電解質溶液為可溶性的鐵鹽；

（2）根據電子流向知，A為負極、B為正極，燃料電池中通入燃料的電極為負極、通入氧化劑的電極為正極，甲烷失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水；

（3）根據硝酸銀的物質的量計算氯離子的物質的量，進而計算氯化物的相對分子質量，最后計算X的質量數，結合A=Z+N計算和判斷；

（4）根據v＝△c/△t結合方程式計算。

（1）驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，在原電池中，銅作負極、其它導電的金屬或非金屬作正極，電解質溶液為可溶性的鐵鹽，則

①中鐵作負極、Cu作正極，電池反應式為Fe+2Fe3+=3Fe2+，不能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，錯誤；

②中銅作負極、銀作正極，電池反應式為Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，正確；

③中鐵發生鈍化現象，Cu作負極、鐵作正極，電池反應式為：Cu+2NO3-+4H+＝Cu2++2NO2↑+2H2O，不能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，錯誤；

④中鐵作負極、銅作正極，電池反應式為：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，不能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強弱，錯誤；

答案選②；

（2）根據電子流向知，A為負極、B為正極，燃料電池中通入燃料的電極為負極、通入氧化劑的電極為正極，所以A處通入甲烷，甲烷失電子和氫氧根離子反應生成碳酸根離子和水，電極反應式為CH4-8e-+10OH-＝CO32-+7H2O；

（3）消耗硝酸銀是0.02mol，根據Ag++Cl－＝AgCl↓可知氯離子的物質的量是0.02mol，因此根據氯原子守恒可知氯化物的物質的量是0.01mol，相對分子質量是1.11÷0.01＝111，則X的質量數是111－71＝40，因此Z＝40－20＝20；

（4）2min后，測知c(H2)=0.5mo/L，因此分解的溴化氫是0.5mol/L×2＝1.0mol/L，又因為平衡時c(HBr)＝4mol/L，則溴化銨分解產生的溴化氫是1mol/L+4mol/L＝5mol/L，根據方程式可知生成的氨氣是5mol/L，則v(NH3)＝5mol/L÷2min＝2.5mol/(L·min)。