Question

4．氮、硫、氯及其化合物是中學(xué)化學(xué)重要的組成部分．
（1）氨氣燃料電池使用的電解質(zhì)溶液是 KOH 溶液，電池反應(yīng)為：4NH₃+3O₂═2N₂+6H₂O．該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O；用該電池進(jìn)行粗銅（含 Al、Zn、Ag、Pt、Au 等雜質(zhì)）的電解精煉，以CuSO₄溶液為電解質(zhì)溶液，下列說法正確的是bd．
a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
b．SO₄^2-的物質(zhì)的量濃度不變（不考慮溶液體積變化）
c．溶液中Cu²⁺向陽極移動
d．利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬
e．若陽極質(zhì)量減少64g，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2N_A個
（2）已知K_SP（BaSO₄）=1.0×10^-10，K_SP（BaCO₃）=2.5×10^-9．
某同學(xué)設(shè)想用下列流程：BaSO₄$→_{①}^{飽和Na_{2}CO_{3}溶液}$BaCO₃$→_{②}^{鹽酸}$BaCl₂，得到 BaCl₂，則①的離子方程式為BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）=BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq），該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.04．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)化學(xué)方程式分析氨氣化合價變化，判斷發(fā)生氧化反應(yīng)的物質(zhì)是氨氣，原電池中在負(fù)極失電子，正極上氧氣得到電子生成氫氧根離子；電解精煉銅時利用了電解原理，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，也有少量轉(zhuǎn)化為熱能．電解精煉時粗銅做陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，精銅做陰極，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)．電解時，溶液中的陽離子向陰極移動，在陰極上得電子．粗銅中的不活潑金屬不能失電子，以陽極泥的形式沉積在陽極附近．溶液中銅離子濃度減��；
（2）硫酸鋇中加入飽和碳酸鈉溶液，發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化生成碳酸鋇沉淀，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的離子方程式書寫平衡常數(shù)，結(jié)合鋇離子濃度相同得到平衡常數(shù)的計算式為溶度積常數(shù)比值，代入數(shù)值計算．

解答 解：（1）電池反應(yīng)為：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O．該電池負(fù)極是氨氣失電子生成氮?dú)猓�反�?yīng)的電極反應(yīng)式為2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O，電解精煉銅時利用了電解原理，
a、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，也有少量轉(zhuǎn)化為熱能，故a錯誤；
b、SO₄^2-未參加電極反應(yīng)，而體積不變，所以硫酸根離子的物質(zhì)的量濃度不變，故b正確；
c、電解時，溶液中的陽離子向陰極移動，在陰極上得電子，溶液中Cu²⁺向陰極移動，故c錯誤；
d、粗銅中的不活潑金屬不能失電子，以陽極泥的形式沉積在陽極附近，利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬，故d正確；
e．若陽極質(zhì)量減少64g，鋁、鋅也失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移不是0.2mol，故e錯誤；
故答案為：2NH₃-6e^-+6OH^-=N₂+6H₂O；bd；
（2）硫酸鋇中加入飽和碳酸鈉溶液，發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化生成碳酸鋇沉淀，反應(yīng)的離子方程式為：BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）=BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq），則平衡常數(shù)=$\frac{c（S{O}_{4}^{2-}）}{c（C{O}_{3}^{2-}）}$=$\frac{c（S{O}_{4}^{2-}）}{c（C{O}_{3}^{2-}）}$×$\frac{c（B{a}^{2+}）}{c（B{a}^{2+}）}$=$\frac{Ksp（BaS{O}_{4}）}{Ksp（BaC{O}_{3}）}$=$\frac{1×1{0}^{-10}}{2.5×1{0}^{-9}}$=0.04；
故答案為：BaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）=BaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）；0.04．

點(diǎn)評 本題主要考查了原電池和電解池的相關(guān)知識、溶度積的相關(guān)計算，題目難度中等，注意沉淀轉(zhuǎn)化關(guān)系的分析判斷，精煉的原理應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵．