Question

（1）某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)將一置于空氣中的鋁片投入濃CuCl₂溶液中，鋁片表面出現(xiàn)一層暗紅色物質(zhì)，此后鋁片上開(kāi)始產(chǎn)生大量氣泡，溶液溫度迅速上升，暗紅色物質(zhì)表面有黑色固體生成．
①反應(yīng)開(kāi)始后，產(chǎn)生氣體的速率是逐漸加快的，其可能的原因有

 

（選填序號(hào)）．
A．溶液中H⁺濃度逐漸增大，反應(yīng)速率加快
B．反應(yīng)放熱，溶液溫度升高，反應(yīng)速率加快
C．Cu²⁺是反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)速率加快
D．銅與鋁構(gòu)成原電池，反應(yīng)速率加快
②濃CuCl₂溶液有較強(qiáng)的酸性，是因?yàn)椋ㄓ秒x子方程式表示）

 

（2）根據(jù)示圖分析，該反應(yīng)的熱化學(xué)方式為

 

．
（3）鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)正極反應(yīng)：

 

；原電池反：

 

．
（4）TiO₂可由鈦鐵礦經(jīng)過(guò)下列流程處理，溶液2中含有Fe²⁺、TiO²⁺和少量Mg²⁺等陽(yáng)離子．

常溫下，其對(duì)應(yīng)氫氧化物的K_sp如下表所示．

氧化物	Fe（OH）2	TiO（OH）2	Mg（OH）2
Ksp	1.0×10-15	1.0×10-29	1.8×10-11

①溶液2加水稀釋?zhuān)�使TiO²⁺水解生成白色沉淀的離子方程式為

 

②假設(shè)金屬離子完全沉淀時(shí)，金屬離子的物質(zhì)的量濃度為1.0×10^-5mol/L，則Fe²⁺完全沉淀時(shí)，溶液pH至少等于

 

；若Fe²⁺完全沉淀時(shí)，Mg²⁺開(kāi)始沉淀，則理論上c（Mg²⁺）至少為

 

mol/L．

Answer 1

考點(diǎn)：探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,熱化學(xué)方程式,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專(zhuān)題：

分析：（1）①根據(jù)金屬鋁和氯化銅之間反應(yīng)的方程式結(jié)合影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素：溫度、濃度來(lái)回答；
②弱堿陽(yáng)離子在水溶液中能發(fā)生水解反應(yīng)；
（2）根據(jù)反應(yīng)的焓變=反應(yīng)產(chǎn)物能量和-反應(yīng)物的能量之和，結(jié)合熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)方法來(lái)回答；
（3）在金屬腐蝕中，正極上是氧氣得電子的還原反應(yīng)，負(fù)極上是金屬失電子的氧化反應(yīng)，正極和負(fù)極反應(yīng)之和即為總反應(yīng)；
（4）①已知TiO²⁺發(fā)生水解生成鈦酸（H₂TiO₃）沉淀，根據(jù)元素守恒寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式；
②根據(jù)Ksp=c（Fe²⁺）?c²（OH^-）、ksp=c（Mg²⁺）?c²（OH^-）來(lái)計(jì)算Fe²⁺完全沉淀時(shí)溶液的pH以及Mg²⁺開(kāi)始沉淀時(shí)的上c（Mg²⁺）．

解答： 解：（1）①氯化銅溶液中銅離子水解顯示酸性，金屬鋁和氯化銅之間反應(yīng)，銅離子逐漸被消耗，
A．溶液中H⁺濃度逐漸減小，反應(yīng)速率減慢，故A錯(cuò)誤；
B．反應(yīng)放熱，溶液溫度升高，反應(yīng)速率會(huì)加快，故B正確；
C．Cu²⁺是反應(yīng)的氧化劑，銅離子逐漸被消耗會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)速率減慢，故C錯(cuò)誤；
D．銅與鋁構(gòu)成原電池，可以加快負(fù)極金屬和電解質(zhì)之間的反應(yīng)速率，故D正確．
故選BD；
②銅離子是弱堿陽(yáng)離子，弱堿陽(yáng)離子在水溶液中能發(fā)生水解反應(yīng)：Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，溶液顯示酸性，故答案為：Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺；
（2）反應(yīng)的焓變=反應(yīng)產(chǎn)物能量和-反應(yīng)物的能量之和=-（368-134）kJ/mol=-234kJ/mol，N0₂（g）+CO（g）═CO₂（g）+NO（g）△H₃=-234 kJ/mol，
故答案為：N0₂（g）+CO（g）═CO₂（g）+NO（g）△H₃=-234 kJ/mol；
（3）在金屬腐蝕中，正極上是氧氣得電子的還原反應(yīng)，O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，負(fù)極上是金屬失電子的氧化反應(yīng)：Fe-2e^-=Fe²⁺，正極和負(fù)極反應(yīng)之和即為總反應(yīng)為2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂，故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；2Fe+O₂+2H₂O=2Fe（OH）₂；
（4）①已知TiO²⁺發(fā)生水解生成鈦酸（H₂TiO₃）沉淀和氫離子，其離子方程式為：TiO²⁺+2H₂O═H₂TiO₃↓+2H⁺，故答案為：TiO²⁺+2H₂O═H₂TiO₃↓+2H⁺；    
②當(dāng)亞鐵離子的物質(zhì)的量濃度為1.0×10^-5mol/L，F(xiàn)e²⁺完全沉淀，根據(jù)Ksp=c（Fe²⁺）?c²（OH^-），c（OH^-）=

1×10-15 1×10-5

=10^-5mol/L，所以c（H⁺）=10^-9mol/L，pH=9，若Fe²⁺完全沉淀時(shí)，Mg²⁺開(kāi)始沉淀，則理論上c（Mg²⁺）=

1.8×10-11

10-9

=0.18mol/L，故答案為：9；0.18．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素以及沉淀溶解平衡的計(jì)算、原電池的工作原理等知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查題，難度中等．