Question

运用化学反应原理研究以下问题：
（1）合成氨反应N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g），若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，平衡

向左

移动（填“向左”、“向右”或“不”），平衡常数K

不变

（填“变大”、“变小”或“不变”）；使用催化剂

不改变

反应的△H（填“增大”、“减小”或“不改变”）．
（2）在25℃时，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°CK_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）
（3）在25℃时，将a mol?L^-1的氨水与0.01mol?L^-1的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-），则溶液显

中

性（填“酸”、“碱”或“中”）；且a

＞

0.01（填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）依据反应：Cu²⁺（aq）+Fe（s）═Fe²⁺（aq）+Cu（s） 设计的原电池如图所示：
电极X的材料是

Fe

；电解质溶液Y是

硫酸铜溶液或氯化铜溶液等

；若Y为氯化钠溶液，则经过一段时间，发现X极上出现锈斑，则此过程中正极的电极反应式为

O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-

．

Answer 1

分析：（1）由恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气，则反应体系的体积增大；化学平衡常数只与温度有关，与物质的浓度无关；由催化剂只能改变反应途径而不能改变反应的始终态来分析；
（2）根据难溶物的溶度积来分析先沉淀的物质，然后书写离子反应方程式，注意弱电解质应保留化学式来解答；
（3）根据溶液中阴阳离子的电荷相等判断溶液的酸碱性；
体积相等稀盐酸和氨水混合，若浓度相等，则恰好完全反应生成氯化铵，溶液显酸性，若溶液恰好呈中性时氨水应稍微过量，据此分析；
（4）根据反应“Cu²⁺（aq）+Fe（s）═Fe²⁺（aq）+Cu（s）”分析，在反应中，铁被氧化，失电子，应为原电池的负极，则正极为活泼性较铁弱的铜，Cu²⁺在正极上得电子被还原，电解质溶液为硫酸铜溶液或氯化铜溶液等；在弱酸性或中性溶液中，铁容易发生吸氧腐蚀．

解答：解：（1）恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气，则反应体系体积增大，相当于压强减小，则平衡向气体体积增大的方向移动，即左移；
化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变；
因使用催化剂只是改变了反应的途径，没有改变反应物与生成物的状态，则△H不变；
故答案为：向左；不变；不改变；
（2）由于K_sP[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20＜K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，所以Cu（OH）₂先生成沉淀；一水合氨和铜离子反应生成氢氧化铜和氨根离子，所以离子方程式为
2NH₃?H₂O+Cu²⁺=Cu（OH）₂↓+2 NH₄⁺，故答案为：Cu（OH）₂；2NH₃?H₂O+Cu²⁺=Cu（OH）₂↓+2 NH₄⁺；
（3）根据溶液的电中性原则，c（NH₄⁺）=c（Cl^-），则c（H⁺）=c（OH^-），则溶液显中性；
因体积、浓度相同的稀盐酸和氨水混合，溶液中的溶质为氯化铵，溶液呈酸性，若该溶液恰好呈中性，氨水应稍微过量，所以氨水的浓度大于盐酸的浓度．
故答案为：中；＞；
（4）由反应“Cu²⁺（aq）+Fe（s）═Fe²⁺（aq）+Cu（s）”可知，在反应中，铁被氧化，失电子，应为原电池的负极，Cu²⁺在正极上得电子被还原，电解质溶液为含有铜离子的溶液，硫酸铜溶液或氯化铜溶液等；在弱酸性或中性溶液中，铁容易发生吸氧腐蚀，氯化钠溶液呈中性，所以铁在氯化钠溶液中易腐蚀吸氧腐蚀，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．
故答案为：Fe；硫酸铜溶液或氯化铜溶液等；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．

点评：本题考查了原电池的设计、难溶电解质的溶解平衡等知识点，难度较大，易错题是（3）题，注意原电池的设计是高考的热点，根据电池反应式设计：发生氧化反应的金属作负极，比负极不活泼的金属或导电的非金属作正极，含有发生还原反应的离子溶液作电解质溶液．