Question

3．我國古代青銅器工藝精湛，有很高的藝術價值和歷史價值，但出土的青銅器大多受到環境腐蝕，故對其進行修復和防護具有重要意義．
（1）原子序數為29的銅元素位于元素周期表中第四周期．
（2）某青銅器中Sn、Pb的質量分別為119g、20.7g，則該青銅器中Sn和Pb原子的數目之比為10：1．
（3）研究發現，腐蝕嚴重的青銅器表面大都存在CuCl．關于CuCl在青銅器腐蝕過程中的催化作用，下列敘述正確的是AB．
A．降低了反應的活化能  B．增大了反應的速率
C．降低了反應的焓變    D．增大了反應的平衡常數
（4）采用“局部封閉法”可以防止青銅器進一步被腐蝕．如將糊狀Ag₂O涂在被腐蝕部位，Ag₂O與有害組分CuCl發生復分解反應，該化學方程式為Ag₂O+2CuCl=2AgCl+Cu₂O．
（5）如圖為青銅器在潮濕環境中發生的電化學腐蝕的示意圖．
①腐蝕過程中，負極是c（填圖中字母“a”或“b”或“c”）；
②環境中的Cl^-擴散到孔口，并與正極反應產物和負極反應產物作用生成多孔粉狀銹Cu₂（OH）₃Cl，其離子方程式為2Cu²⁺+3OH^-+Cl^-=Cu₂（OH）₃Cl↓；
③若生成4.29g Cu₂（OH）₃Cl，則理論上耗氧體積為0.448L（標準狀況）．

Answer 1

分析 （1）原子核外電子層數與其周期數相等，Cu原子核外有4個電子層；
（2）Sn、Pb的物質的量之比=$\frac{119g}{119g/mol}$：$\frac{20.7g}{207g/mol}$=1mol：0.1mol=10：1，根據N=nN_A知，物質的量之比等于其個數之比；
（3）A．催化劑降低了反應的活化能，增大活化分子百分數；  
B．催化劑降低了反應的活化能，增大活化分子百分數，增大活化分子之間的碰撞機會；
C．催化劑改變反應路徑，但焓變不變；    
D．平衡常數只與溫度有關；
（4）Ag₂O與有害組分CuCl發生復分解反應，則二者相互交換成分生成另外的兩種化合物；
（5）①根據圖知，氧氣得電子生成氫氧根離子、Cu失電子生成銅離子，發生吸氧腐蝕，則Cu作負極；
②Cl^-擴散到孔口，并與正極反應產物和負極反應產物作用生成多孔粉狀銹Cu₂（OH）₃Cl，負極上生成銅離子、正極上生成氫氧根離子，所以該離子反應為氯離子、銅離子和氫氧根離子反應生成Cu₂（OH）₃Cl沉淀；
③n[Cu₂（OH）₃Cl]=$\frac{4.29g}{214.5g/mol}$=0.02mol，根據轉移電子計算氧氣物質的量，再根據V=nV_m計算體積．

解答 解：（1）原子核外電子層數與其周期數相等，Cu原子核外有4個電子層，所以Cu元素位于第四周期，故答案為：四；
（2）Sn、Pb的物質的量之比=$\frac{119g}{119g/mol}$：$\frac{20.7g}{207g/mol}$=1mol：0.1mol=10：1，根據N=nN_A知，物質的量之比等于其個數之比，所以Sn、Pb原子個數之比為10：1，故答案為：10：1；
（3）A．催化劑降低了反應的活化能，增大活化分子百分數，故A正確；  
B．催化劑降低了反應的活化能，增大活化分子百分數，增大活化分子之間的碰撞機會，所以反應速率增大，故B正確；
C．催化劑改變反應路徑，但焓變不變，故C錯誤；    
D．平衡常數只與溫度有關，溫度不變，平衡常數不變，與催化劑無關，故D錯誤；
故選AB；
（4）Ag₂O與有害組分CuCl發生復分解反應，則二者相互交換成分生成另外的兩種化合物，反應方程式為Ag₂O+2CuCl=2AgCl+Cu₂O，
故答案為：Ag₂O+2CuCl=2AgCl+Cu₂O；
（5）①根據圖知，氧氣得電子生成氫氧根離子、Cu失電子生成銅離子，發生吸氧腐蝕，則Cu作負極，即c是負極，故答案為：c；
②Cl^-擴散到孔口，并與正極反應產物和負極反應產物作用生成多孔粉狀銹Cu₂（OH）₃Cl，負極上生成銅離子、正極上生成氫氧根離子，所以該離子反應為氯離子、銅離子和氫氧根離子反應生成Cu₂（OH）₃Cl沉淀，離子方程式為2Cu²⁺+3OH^-+Cl^-=Cu₂（OH）₃Cl↓，故答案為：2Cu²⁺+3OH^-+Cl^-=Cu₂（OH）₃Cl↓；
③n[Cu₂（OH）₃Cl]=$\frac{4.29g}{214.5g/mol}$=0.02mol，根據轉移電子得n（O₂）=$\frac{0.02mol×2×2}{4}$=0.02mol，V（O₂）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L，
故答案為：0.448．

點評 本題考查較綜合，側重考查學生自身綜合應用及計算能力，涉及氧化還原反應計算、離子方程式及復分解反應方程式的書寫、原電池原理、催化劑的作用等知識點，利用原電池原理、物質性質及轉移電子守恒進行解答，易錯點是（3）題，題目難度中等．