Question

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

 

．
（2）實驗室用Zn和稀硫酸反應制取H₂，反應過程中水的電離平衡

 

移動（填“向左”、“向右”或“不”）．
（3）Cu與稀硫酸不能自發反應產生H₂，為了使反應2H⁺+Cu═Cu²⁺+H₂↑能進行，請設計一個合適的實驗方案，在方框中畫出實驗裝置圖（不書寫方案，只要求畫出裝置圖）．
（4）近年來，在化學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．已知2.3g液態乙醇在室溫時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方程式為

 

．若將乙醇的燃燒反應設計成原電池裝置，能量的利用率會更高，當電解質溶液為氫氧化鉀溶液時，負極的電極反應式為．
（5）室溫時，在0.10mol?L^-1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分攪拌有淺藍色氫氧化銅沉淀生成，當溶液的pH=8時，c（Cu²⁺）=

 

mol?L^-1（室溫時Ksp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）．

Answer 1

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

解答：解：（1）平衡時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①的平衡常數k=c（NH₃）?c（HI）=6mol?L^-1×4mol?L^-1=24mol²?L^-2；
故答案為：24mol²?L^-2；
（2）實驗室用Zn和稀硫酸反應制取H₂，反應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；
故答案為：向右；
（3）銅和稀硫酸不反應，是非自發進行的反應，通過設計成電解池，銅做陽極，硫酸做電解質溶液可以實現銅和稀硫酸的反應，裝置如圖所示：
；
故答案為：；
（4）2.3g液態乙醇在室溫時完全燃燒放出的熱量為68.4kJ，計算46g乙醇燃燒生成二氧化碳和液態水放熱為1368KJ/mol，熱化學方程式為：CH₃CH₂OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1368KJ/mol；將乙醇的燃燒反應設計成原電池裝置，燃料在原電池的負極上發生氧化反應，當電解質溶液為氫氧化鉀溶液時反應生成碳酸鹽，依據電子守恒和電荷守恒寫出電極反應為：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，在0.10mol?L^-1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分攪拌有淺藍色氫氧化銅沉淀生成，當溶液的pH=8時，室溫時Ksp[Cu（OH）₂]=c（Cu²⁺）×c²（OH^-）=2.2×10^-20，當溶液的pH=8時c（OH-）=10^-6mol/L，c（Cu²⁺）=2.2×10^-8mol/L；
故答案為：2.2×10^-8mol/L．

點評：本題考查化學平衡常數的計算，解題關鍵在于平衡時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用，熱化學方程式書寫，沉淀溶解平衡的溶度積常數計算，題目難度中等．