Question

（1）某研究性學習小組的同學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反應開始后，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）．
A．溶液中H⁺濃度逐漸增大，反應速率加快
B．反應放熱，溶液溫度升高，反應速率加快
C．Cu²⁺是反應的催化劑，反應速率加快
D．銅與鋁構成原電池，反應速率加快
②濃CuCl₂溶液有較強的酸性，是因為（用離子方程式表示）

 

（2）根據(jù)示圖分析，該反應的熱化學方式為

 

．
（3）鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時正極反應：

 

；原電池反：

 

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

常溫下，其對應氫氧化物的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，使TiO²⁺水解生成白色沉淀的離子方程式為

 

②假設金屬離子完全沉淀時，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，溶液pH至少等于

 

；若Fe²⁺完全沉淀時，Mg²⁺開始沉淀，則理論上c（Mg²⁺）至少為

 

mol/L．

Answer 1

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

專題：

分析：（1）①根據(jù)金屬鋁和氯化銅之間反應的方程式結合影響化學反應速率的因素：溫度、濃度來回答；
②弱堿陽離子在水溶液中能發(fā)生水解反應；
（2）根據(jù)反應的焓變=反應產(chǎn)物能量和-反應物的能量之和，結合熱化學方程式的書寫方法來回答；
（3）在金屬腐蝕中，正極上是氧氣得電子的還原反應，負極上是金屬失電子的氧化反應，正極和負極反應之和即為總反應；
（4）①已知TiO²⁺發(fā)生水解生成鈦酸（H₂TiO₃）沉淀，根據(jù)元素守恒寫出反應的離子方程式；
②根據(jù)Ksp=c（Fe²⁺）?c²（OH^-）、ksp=c（Mg²⁺）?c²（OH^-）來計算Fe²⁺完全沉淀時溶液的pH以及Mg²⁺開始沉淀時的上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，銅離子逐漸被消耗，
A．溶液中H⁺濃度逐漸減小，反應速率減慢，故A錯誤；
B．反應放熱，溶液溫度升高，反應速率會加快，故B正確；
C．Cu²⁺是反應的氧化劑，銅離子逐漸被消耗會導致反應速率減慢，故C錯誤；
D．銅與鋁構成原電池，可以加快負極金屬和電解質(zhì)之間的反應速率，故D正確．
故選BD；
②銅離子是弱堿陽離子，弱堿陽離子在水溶液中能發(fā)生水解反應：Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺，溶液顯示酸性，故答案為：Cu²⁺+2H₂O?Cu（OH）₂+2H⁺；
（2）反應的焓變=反應產(chǎn)物能量和-反應物的能量之和=-（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，O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，負極上是金屬失電子的氧化反應：Fe-2e^-=Fe²⁺，正極和負極反應之和即為總反應為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，Mg²⁺開始沉淀，則理論上c（Mg²⁺）=

1.8×10-11

10-9

=0.18mol/L，故答案為：9；0.18．

點評：本題涉及影響化學反應速率的因素以及沉淀溶解平衡的計算、原電池的工作原理等知識，屬于綜合知識的考查題，難度中等．