Question

【题目】(1)为了验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱，下列装置能达到实验目的的是_______。

(2)将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置如图所示(A、B为多孔碳棒)。

A处其电极反应式为___________；

(3)某元素的同位素，它的氯化物XCl21.11g溶于水配成溶液后，加入1mo1/L的AgNO3溶液20mL，恰好完全反应。若这种同位素的原子核内有20个中子，Z的值为_____，A的值为______。

(4)将固体NH4Br置于密闭容器中，在某温度下，发生下列反应：

NH4Br(s)NH3(g)+HBr(g) 2HBr(g)Br2(g)+H2(g)

2min后，测知c(H2)=0.5mo/L，c(HBr)=4mol/L。若上述反应速率用v(NH3)表示，则v(NH3)=_____

Answer 1

【答案】 ② CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O 20 40 2.5mol/(L·min)

【解析】（1）验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱，在原电池中，铜作负极、其它导电的金属或非金属作正极，电解质溶液为可溶性的铁盐；

（2）根据电子流向知，A为负极、B为正极，燃料电池中通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极，甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水；

（3）根据硝酸银的物质的量计算氯离子的物质的量，进而计算氯化物的相对分子质量，最后计算X的质量数，结合A=Z+N计算和判断；

（4）根据v＝△c/△t结合方程式计算。

（1）验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱，在原电池中，铜作负极、其它导电的金属或非金属作正极，电解质溶液为可溶性的铁盐，则

①中铁作负极、Cu作正极，电池反应式为Fe+2Fe3+=3Fe2+，不能验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱，错误；

②中铜作负极、银作正极，电池反应式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，能验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱，正确；

③中铁发生钝化现象，Cu作负极、铁作正极，电池反应式为：Cu+2NO3-+4H+＝Cu2++2NO2↑+2H2O，不能验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱，错误；

④中铁作负极、铜作正极，电池反应式为：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，不能验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱，错误；

答案选②；

（2）根据电子流向知，A为负极、B为正极，燃料电池中通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极，所以A处通入甲烷，甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH4-8e-+10OH-＝CO32-+7H2O；

（3）消耗硝酸银是0.02mol，根据Ag++Cl－＝AgCl↓可知氯离子的物质的量是0.02mol，因此根据氯原子守恒可知氯化物的物质的量是0.01mol，相对分子质量是1.11÷0.01＝111，则X的质量数是111－71＝40，因此Z＝40－20＝20；

（4）2min后，测知c(H2)=0.5mo/L，因此分解的溴化氢是0.5mol/L×2＝1.0mol/L，又因为平衡时c(HBr)＝4mol/L，则溴化铵分解产生的溴化氢是1mol/L+4mol/L＝5mol/L，根据方程式可知生成的氨气是5mol/L，则v(NH3)＝5mol/L÷2min＝2.5mol/(L·min)。