Question

3．（1）在25℃下，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Cu（OH）₂沉淀（填化學式），生成該沉淀的離子方程式為Cu²⁺+2NH₃•H₂O?Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；．（已知25℃時K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sP[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20．）
（2）在25℃下，將a mol•L^-1的氨水與0.01mol•L^-1的鹽酸等體積混合，反應時溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）．則溶液顯中性（填“酸”“堿”或“中”）；
（3）發(fā)射飛船時肼（N₂H₄）與NO₂作推力能源，兩者反應產(chǎn)生氮氣和水蒸氣．已知：
①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ/mol
則肼與二氧化氮反應的熱化學方程式為：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7kJ/mol
（4）飛船使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便和不污染環(huán)境等優(yōu)點．氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，其電池總反應均為：2H₂+O₂═2H₂O．酸式氫氧燃料電池的電解質(zhì)溶液是強酸溶液，其負極電極反應式可表示為：2H₂-4e^一═4H⁺，則其正極反應式為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；堿式氫氧燃料電池中的電解質(zhì)溶液是強堿溶液，其正極電極反應式可表示為：O₂+2H₂O+4e^一═4OH^一，則其負極反應式為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)溶度積常數(shù)確定先沉淀的物質(zhì)，溶度積常數(shù)越小的物質(zhì)越先沉淀，銅離子和氨水反應生成氫氧化銅和銨根離子；
（2）根據(jù)電荷守恒判斷銨根離子濃度和氯離子濃度相對大�。�
（3）由N₂H₄與N₂的熱化學方程式，運用蓋斯定律，可知肼與二氧化氮反應的熱化學方程式；
（4）酸性氫氧燃料電池在正極上放電的是氧氣，電極反應是：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；堿式氫氧燃料電池在負極放電的是氫氣，負極反應式為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．

解答 解：（1）25℃時，K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sP[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20，氫氧化銅的溶度積常數(shù)小于氫氧化鎂的溶度積常數(shù)，
所以在25℃下，向濃度均為0.1 mol•L^-1的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成氫氧化銅沉淀；反應的化學方程式是：CuCl₂+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄Cl，NH₃•H₂O是弱堿，不能拆，Cu（OH）₂是弱堿不能拆，故反應的離子方程式為：Cu²⁺+2NH₃•H₂O?Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺，
故答案為：Cu（OH）₂；Cu²⁺+2NH₃•H₂O?Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；
（2）溶液中存在電荷守恒，c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），由于c（NH₄⁺）=c（Cl^-），故c（H⁺）=c（OH^-），溶液呈中性，
故答案為：中性；
（3）根據(jù)蓋斯定律，將（2×①）+（2×②）可知：
肼與二氧化氮反應的熱化學方程式為：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g ）△H=-1135.7kJ/mol   
故答案為：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g ）△H=-1135.7kJ/mol；   
（4）氫氧燃料電池無論是酸式還是堿式，其電池總反應均為：2H₂+O₂=2H₂O ①
酸式氫氧燃料電池負極電極反應式為：2H₂-4e^-=4H⁺②
用（①-②）即得酸式氫氧燃料電池的正極反應：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
堿式氫氧燃料電池的正極電極反應式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-③
用（①-③）即得：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，故堿式氫氧燃料電池的負極反應：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，
故答案為：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．

點評 本題考查了難溶物溶度積的計算、蓋斯定律在熱化學方程式中的應用、原電池工作原理、酸堿混合的定性判斷等知識，題目難度中等，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查學生的分析能力及靈活應用基礎(chǔ)知識的能力．