Question

Ⅰ、碘鎢燈具有使用壽命長、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)．一定溫度下，在碘鎢燈燈泡內(nèi)封存的少量碘與沉積在燈泡壁上的鎢可以發(fā)生如下的可逆反應(yīng)：W（s）+I₂（g）?WI₂（g）．
為模擬上述反應(yīng)，在實(shí)驗(yàn)室中準(zhǔn)確稱取0.004mol碘、0.004mol金屬鎢放置于50.0mL密閉容器中，并加熱使其反應(yīng)．如圖1是混合氣體中的WI₂
蒸氣的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象[n（WI₂）～t]，其中曲線Ⅰ（0～t₂時(shí)間段）的反應(yīng)溫度為450℃，曲線Ⅱ（從t₂時(shí)刻開始）的反應(yīng)溫度為530℃．請回答下列問題：
（1）該反應(yīng)是

 

（填寫“放熱”、“吸熱”）反應(yīng)．
（2）反應(yīng)從開始到t₁（t₁=3min）時(shí)間內(nèi)的平均速率v（I₂）=

 

．
（3）在450℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

．
Ⅱ、圖2中甲為乙醚（C₂H₅OC₂H₅）燃料電池（電解質(zhì)溶液為KOH溶液），該同學(xué)想在乙中實(shí)現(xiàn)鐵上鍍銅，則b處通入的是

 

，a處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式是

 

．
Ⅲ、CaCO₃是一種難溶物質(zhì)，其Ksp=2.8×10^-9，現(xiàn)將CaCl₂溶液與2×10^-4mol/L 的Na₂CO₃溶液等體積混合，則生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小濃度為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,化學(xué)電源新型電池,化學(xué)平衡的計(jì)算,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：化學(xué)平衡專題,電離平衡與溶液的pH專題,電化學(xué)專題

分析：Ⅰ、（1）根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響并結(jié)合圖象分析；
（2）先根據(jù)圖象計(jì)算WI₂的反應(yīng)速率，再根據(jù)同一反應(yīng)、同一時(shí)間段內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（I₂）；
（3）化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比；
Ⅱ、電鍍時(shí)，鍍件作電解池的陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，連接電源的負(fù)極；鍍層金屬銅作電解池的陽極，連接電源的正極；
Ⅲ、根據(jù)Ksp（CaCO₃）=c（CO₃^2-）×c（Ca²⁺）計(jì)算，一定溫度下溶度積是常數(shù)．

解答： 解：Ⅰ、（1）升高溫度，化學(xué)平衡向吸熱方向移動(dòng)；升高溫度時(shí)，WI₂的物質(zhì)的量減少，所以向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，
故答案為：放熱；
（2）v（WI₂）=

△n

V△t

=1.8×10^-3mol÷（0.05L×3min）=1.20×10^-2mol?L^-1?min^-1；同一反應(yīng)、同一時(shí)間段內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，
所以v（I₂）=1.20×10^-2mol?L^-1?min^-1；故答案為：1.20×10^-2mol?L^-1?min^-1 ；
（3）反應(yīng)開始時(shí)，碘的物質(zhì)的量為n=0.004mol，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)生成WI₂，需要碘1.80×10^-3mol參加反應(yīng)，剩余碘0.0022mol，所以平衡時(shí)，
c（WI₂）=1.8×10^-3mol÷0.05L=3.6×10^-2mol/L，c（I₂）=0.0022mol÷0.05L=0.044mol/L，K=0.036mol/L÷0.044mol/L=0.818，故答案為：0.818；
Ⅱ、乙醚燃料電池為電源，總電極反應(yīng)式為C₂H₅OC₂H₅+6O₂+8KOH=4K₂CO₃+9H₂O，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電鍍時(shí)，鍍件鐵作電解池的陰極，連接燃料電源的負(fù)極，所以a應(yīng)通入乙醚；鍍層金屬作電解池的陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，連接燃料電源的正極，所以b應(yīng)通入O₂，所以燃料電池a處電極上乙醚放電，發(fā)生氧化反應(yīng)，
電極反應(yīng)式是C₂H₅OC₂H₅-24e^-+32OH^-=4CO₃^2-+21H₂O，故答案為：O₂，C₂H₅OC₂H₅-24e^-+32OH^-=4CO₃^2-+21H₂O；
Ⅲ、Na₂CO₃溶液的濃度為2×10^-4mol/L，等體積混合后濃度為1×10^-4mol/L，由Ksp（CaCO₃）=c（CO₃^2-）×c（Ca²⁺）可知，
混合后c（Ca²⁺）=

Ksp

c(CO 32-)

=2.8×10^-9÷（1×10^-4）=2.8×10^-5mol/L，
所以所需Na₂C₂O₄溶液的最小起始濃度為2.8×10^-5mol/L×2=5.6×10^-5mol/L，故答案為：5.6×10^-5mol/L．

點(diǎn)評：本題考查平衡移動(dòng)的影響因素、反應(yīng)速率的計(jì)算、平衡常數(shù)的計(jì)算、電鍍原理及電極反應(yīng)式的書寫、難溶電解質(zhì)的沉淀溶解平衡的計(jì)算，綜合性較強(qiáng)，難度較大．