Question

3．（1）在25℃下，向浓度均为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（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为Cu²⁺+2NH₃•H₂O?Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；．（已知25℃时K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sP[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20．）
（2）在25℃下，将a mol•L^-1的氨水与0.01mol•L^-1的盐酸等体积混合，反应时溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）．则溶液显中性（填“酸”“碱”或“中”）；
（3）发射飞船时肼（N₂H₄）与NO₂作推力能源，两者反应产生氮气和水蒸气．已知：
①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.7kJ/mol
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ/mol
则肼与二氧化氮反应的热化学方程式为：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7kJ/mol
（4）飞船使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点．氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，其电池总反应均为：2H₂+O₂═2H₂O．酸式氢氧燃料电池的电解质溶液是强酸溶液，其负极电极反应式可表示为：2H₂-4e^一═4H⁺，则其正极反应式为O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；碱式氢氧燃料电池中的电解质溶液是强碱溶液，其正极电极反应式可表示为：O₂+2H₂O+4e^一═4OH^一，则其负极反应式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．

Answer 1

分析 （1）根据溶度积常数确定先沉淀的物质，溶度积常数越小的物质越先沉淀，铜离子和氨水反应生成氢氧化铜和铵根离子；
（2）根据电荷守恒判断铵根离子浓度和氯离子浓度相对大小；
（3）由N₂H₄与N₂的热化学方程式，运用盖斯定律，可知肼与二氧化氮反应的热化学方程式；
（4）酸性氢氧燃料电池在正极上放电的是氧气，电极反应是：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；碱式氢氧燃料电池在负极放电的是氢气，负极反应式为H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．

解答 解：（1）25℃时，K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sP[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20，氢氧化铜的溶度积常数小于氢氧化镁的溶度积常数，
所以在25℃下，向浓度均为0.1 mol•L^-1的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成氢氧化铜沉淀；反应的化学方程式是：CuCl₂+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄Cl，NH₃•H₂O是弱碱，不能拆，Cu（OH）₂是弱碱不能拆，故反应的离子方程式为：Cu²⁺+2NH₃•H₂O?Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺，
故答案为：Cu（OH）₂；Cu²⁺+2NH₃•H₂O?Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；
（2）溶液中存在电荷守恒，c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），由于c（NH₄⁺）=c（Cl^-），故c（H⁺）=c（OH^-），溶液呈中性，
故答案为：中性；
（3）根据盖斯定律，将（2×①）+（2×②）可知：
肼与二氧化氮反应的热化学方程式为：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g ）△H=-1135.7kJ/mol   
故答案为：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g ）△H=-1135.7kJ/mol；   
（4）氢氧燃料电池无论是酸式还是碱式，其电池总反应均为：2H₂+O₂=2H₂O ①
酸式氢氧燃料电池负极电极反应式为：2H₂-4e^-=4H⁺②
用（①-②）即得酸式氢氧燃料电池的正极反应：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；
碱式氢氧燃料电池的正极电极反应式为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-③
用（①-③）即得：2H₂-4e^-+4OH^-=4H₂O，故碱式氢氧燃料电池的负极反应：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，
故答案为：O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O；H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．

点评 本题考查了难溶物溶度积的计算、盖斯定律在热化学方程式中的应用、原电池工作原理、酸碱混合的定性判断等知识，题目难度中等，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析能力及灵活应用基础知识的能力．