Question

（1）已知25℃時(shí)有關(guān)弱酸的電離平衡常數(shù)：

弱酸化學(xué)式	HSCN	CH3COOH	HCN	H2CO3
電離平衡常數(shù)	1.3×10—1	1.8×10—5	4.9×10—10	K1=4.3×10—7  K2=5.6×10—11

 
①等物質(zhì)的量濃度的a.CH₃COONa、b.NaCN、c.Na₂CO₃、d.NaHCO₃溶液的pH由大到小的順序?yàn)?br />                       （填序號(hào)）。
②25℃時(shí)，將20 mL 0.1 mol·L^—1 CH₃COOH溶液和20 mL 0.1 mol·L^—1HSCN溶液分別與20 mL 0.1 mol·L^—1NaHCO₃溶液混合，實(shí)驗(yàn)測得產(chǎn)生的氣體體積（V）隨時(shí)間（t）的變化如圖所示：反應(yīng)初始階段兩種溶液產(chǎn)生CO₂氣體的速率存在明顯差異的原因是                                      。反應(yīng)結(jié)束后所得兩溶液中，c（CH₃COO^—）    c（SCN^—）（填“＞”、“＜”或“＝”）

③若保持溫度不變，在醋酸溶液中加入少量鹽酸，下列量會(huì)變小的是______（填序號(hào)）。
a. c(CH₃COO^－)   b. c(H⁺)   c. K_w                d. 醋酸電離平衡常數(shù) 
（2）下圖為某溫度下，PbS（s）、ZnS（s）、FeS（s）分別在溶液中達(dá)到沉淀溶解平衡后，溶液的S^2—濃度、金屬陽離子濃度變化情況。如果向三種沉淀中加鹽酸，最先溶解的是           （填化學(xué)式）。向新生成的ZnS濁液中滴入足量含相同濃度的Pb²⁺、Fe²⁺的溶液，振蕩后，ZnS沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化為              （填化學(xué)式）沉淀。

（3）甲烷燃料電池可以提升能量利用率。下圖是利用甲烷燃料電池電解50 mL 2 mol·L^—1的氯化銅溶液的裝置示意圖：

請回答：
① 甲烷燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式是                                          。
② 當(dāng)線路中有0.1 mol電子通過時(shí)，       極增重________g

Answer 1

（13分）（1）① c b d a （2分）
②同濃度的HSCN比CH₃COOH酸性強(qiáng)，與NaHCO₃溶液反應(yīng)快（2分） ＜（1分） ③ a（2分）
（2）FeS （1分） PbS （1分）
（3）①CH₄ —8e^— + 2H₂O＝CO₂ + 8H⁺  （2分） ②b（1分）   3.2（1分）

試題分析：（1）①電離平衡常數(shù)越小，酸越弱，因此根據(jù)電離平衡常數(shù)可知，酸性強(qiáng)弱順序是HSCN＞CH₃COOH＞H₂CO₃＞HCN＞HCO₃^－。酸越弱，相應(yīng)的鈉鹽越容易水解，溶液的pH越大，則等物質(zhì)的量濃度的a.CH₃COONa、b.NaCN、c.Na₂CO₃、d.NaHCO₃溶液的pH由大到小的順序?yàn)閏＞b＞d＞a。
②根據(jù)電離常數(shù)可知，同濃度的HSCN比CH₃COOH酸性強(qiáng)，所以與NaHCO₃溶液反應(yīng)快；反應(yīng)結(jié)束后得到的是醋酸鈉后NaSCN溶液。由于酸性是HSCN比CH₃COOH酸性強(qiáng)，所以醋酸鈉的水解程度強(qiáng)于NaSCN的水解程度，因此溶液中c（CH₃COO^—）＜c（SCN^—）。
③根據(jù)圖像可知，PbS、ZnS、FeS的溶度積常數(shù)依次增大，所以如果向三種沉淀中加鹽酸，最先溶解的是FeS。根據(jù)溶解平衡可知，沉淀容易向生成更難溶的方向轉(zhuǎn)化，因此向新生成的ZnS濁液中滴入足量含相同濃度的Pb²⁺、Fe²⁺的溶液，振蕩后，ZnS沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化為PbS沉淀。
（3）①原電池中負(fù)極失去電子，正極得到電子。因此在該燃料電池中甲烷在負(fù)極通入，氧氣在正極通入。由于電解質(zhì)是酸性電解質(zhì)，所以負(fù)極電極反應(yīng)式是CH₄ —8e^— + 2H₂O＝CO₂ + 8H⁺。
②根據(jù)裝置圖可知，不電極與燃料電池的負(fù)極相連，作陰極。溶液中的銅離子在陰極放電，電極反應(yīng)式是Cu^2＋＋2e^－＝Cu，所以不電極質(zhì)量增加×64g/mol＝3.2g。