Question

【題目】(1)為了驗證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，下列裝置能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?/span>_______。

(2)將CH4設(shè)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(yīng)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(yīng)。若這種同位素的原子核內(nèi)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(fā)生下列反應(yīng)：

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(yīng)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(qiáng)弱，在原電池中，銅作負(fù)極、其它導(dǎo)電的金屬或非金屬作正極，電解質(zhì)溶液為可溶性的鐵鹽；

（2）根據(jù)電子流向知，A為負(fù)極、B為正極，燃料電池中通入燃料的電極為負(fù)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(yīng)生成碳酸根離子和水；

（3）根據(jù)硝酸銀的物質(zhì)的量計算氯離子的物質(zhì)的量，進(jìn)而計算氯化物的相對分子質(zhì)量，最后計算X的質(zhì)量數(shù)，結(jié)合A=Z+N計算和判斷；

（4）根據(jù)v＝△c/△t結(jié)合方程式計算。

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

①中鐵作負(fù)極、Cu作正極，電池反應(yīng)式為Fe+2Fe3+=3Fe2+，不能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，錯誤；

②中銅作負(fù)極、銀作正極，電池反應(yīng)式為Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，正確；

③中鐵發(fā)生鈍化現(xiàn)象，Cu作負(fù)極、鐵作正極，電池反應(yīng)式為：Cu+2NO3-+4H+＝Cu2++2NO2↑+2H2O，不能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，錯誤；

④中鐵作負(fù)極、銅作正極，電池反應(yīng)式為：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，不能驗證Fe3+與Cu2+氧化性強(qiáng)弱，錯誤；

答案選②；

（2）根據(jù)電子流向知，A為負(fù)極、B為正極，燃料電池中通入燃料的電極為負(fù)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(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為CH4-8e-+10OH-＝CO32-+7H2O；

（3）消耗硝酸銀是0.02mol，根據(jù)Ag++Cl－＝AgCl↓可知氯離子的物質(zhì)的量是0.02mol，因此根據(jù)氯原子守恒可知氯化物的物質(zhì)的量是0.01mol，相對分子質(zhì)量是1.11÷0.01＝111，則X的質(zhì)量數(shù)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(chǎn)生的溴化氫是1mol/L+4mol/L＝5mol/L，根據(jù)方程式可知生成的氨氣是5mol/L，則v(NH3)＝5mol/L÷2min＝2.5mol/(L·min)。