Question

14．（1）向一个体积为1L的密闭容器充入2mol A和1mol B，发生如下反应：
2A（g）+B（g）?3C（g）+D（g），2分钟后，反应达到平衡，C的浓度为1.2mol/L．
则以A表示2分钟内平均反应速率为0.4 mol/（L•min），B的转化率为40%；
（2）25℃，0.1mol/L的NH₄Cl溶液PH=5，则溶液中C（Cl^-）-C（NH₄⁺）=（1.0×10^-5-1.0×10^-9）mol/L（用计算式表示）
（3）已知25℃时，Ksp（BaSO₄）=1×10^-10，将浓度均为0.1mol•L^-1的BaCl₂溶液与Na₂SO₄溶液等体积混合，充分搅拌后过滤，滤液中c（Ba²⁺）=1×10^-5mol•L^-1．
（4）钢铁在潮湿的空气中主要发生吸氧腐蚀，其正极的电极反应式是2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）先根据v=$\frac{△c}{△t}$计算出以C表示2分钟内平均反应速率，然后根据化学反应速率与化学计量数成正比计算出以A表示2分钟内平均反应速率；根据n=cV计算出生成C的物质的量，然后根据反应方程式计算出反应消耗B的物质的量，再根据转化率=$\frac{{n}_{B消耗}}{{n}_{B总}}$×100%；
（2）pH=5的溶液中氢离子浓度为1.0×10^-5mol/L，然后根据电荷守恒、水的离子积计算；
（3）二者恰好反应生成硫酸钡沉淀，根据Ksp（BaSO₄）=1×10^-10计算；
（4）钢铁发生吸氧腐蚀时，正极上氧气得电子发生还原反应．

解答 解：（1）用A表示2分钟内平均反应速率速率为：v（A）=$\frac{1.2mol/L}{2min}$=0.6 mol/（L•min），速率之比等于对应物质的化学计量数之比，v（A）=$\frac{2}{3}$v（C）=0.4 mol/（L•min）；
反应生成C的物质的量为：1.2mol/L×1L=1.2mol，根据反应可知平衡时消耗B的物质的量为：1.2mol×$\frac{1}{3}$=0.4mol，则B的转化率为：$\frac{0.4mol}{1mol}$×100%=40%，
故答案为：0.4 mol/（L•min）；40%；
（2）25℃，0.1mol/L的NH₄Cl溶液pH=5，c（H⁺）=1.0×10^-5mol/L，氢氧根离子浓度为c（OH^-）=1.0×10^-9mol/L，根据氯化铵溶液中的电荷守恒可得：c（Cl^-）-c（NH₄⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=1.0×10^-5mol/L-1.0×10^-9mol/L=（1.0×10^-5-1.0×10^-9）mol/L，
故答案为：（1.0×10^-5-1.0×10^-9）mol/L；
（3）将浓度均为0.1mol/L的BaCl₂溶液与Na₂SO₄溶液等体积混合，充分搅拌后过滤，滤液中为饱和溶液，则存在c（Ba²⁺）×c（SO₄^2-）=1×10^-10，c（Ba²⁺）=1×10^-5mol/L，
故答案为：1×10^-5；
（4）钢铁发生吸氧腐蚀时构成原电池，铁易失电子作负极，碳作正极，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，正极电极反应式为：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，
故答案为：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-．

点评 本题考查较为综合，涉及化学平衡计算、难溶物溶解平衡及计算、盐的水解原理及其应用、金属腐蚀等知识，题目难度中等，注意掌握电荷守恒的含义，明确化学反应速率、转化率的概念及表达式，试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力．