Question

14．（1）向一個體積為1L的密閉容器充入2mol A和1mol B，發生如下反應：
2A（g）+B（g）?3C（g）+D（g），2分鐘后，反應達到平衡，C的濃度為1.2mol/L．
則以A表示2分鐘內平均反應速率為0.4 mol/（L•min），B的轉化率為40%；
（2）25℃，0.1mol/L的NH₄Cl溶液PH=5，則溶液中C（Cl^-）-C（NH₄⁺）=（1.0×10^-5-1.0×10^-9）mol/L（用計算式表示）
（3）已知25℃時，Ksp（BaSO₄）=1×10^-10，將濃度均為0.1mol•L^-1的BaCl₂溶液與Na₂SO₄溶液等體積混合，充分攪拌后過濾，濾液中c（Ba²⁺）=1×10^-5mol•L^-1．
（4）鋼鐵在潮濕的空氣中主要發生吸氧腐蝕，其正極的電極反應式是2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）先根據v=$\frac{△c}{△t}$計算出以C表示2分鐘內平均反應速率，然后根據化學反應速率與化學計量數成正比計算出以A表示2分鐘內平均反應速率；根據n=cV計算出生成C的物質的量，然后根據反應方程式計算出反應消耗B的物質的量，再根據轉化率=$\frac{{n}_{B消耗}}{{n}_{B總}}$×100%；
（2）pH=5的溶液中氫離子濃度為1.0×10^-5mol/L，然后根據電荷守恒、水的離子積計算；
（3）二者恰好反應生成硫酸鋇沉淀，根據Ksp（BaSO₄）=1×10^-10計算；
（4）鋼鐵發生吸氧腐蝕時，正極上氧氣得電子發生還原反應．

解答 解：（1）用A表示2分鐘內平均反應速率速率為：v（A）=$\frac{1.2mol/L}{2min}$=0.6 mol/（L•min），速率之比等于對應物質的化學計量數之比，v（A）=$\frac{2}{3}$v（C）=0.4 mol/（L•min）；
反應生成C的物質的量為：1.2mol/L×1L=1.2mol，根據反應可知平衡時消耗B的物質的量為：1.2mol×$\frac{1}{3}$=0.4mol，則B的轉化率為：$\frac{0.4mol}{1mol}$×100%=40%，
故答案為：0.4 mol/（L•min）；40%；
（2）25℃，0.1mol/L的NH₄Cl溶液pH=5，c（H⁺）=1.0×10^-5mol/L，氫氧根離子濃度為c（OH^-）=1.0×10^-9mol/L，根據氯化銨溶液中的電荷守恒可得：c（Cl^-）-c（NH₄⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=1.0×10^-5mol/L-1.0×10^-9mol/L=（1.0×10^-5-1.0×10^-9）mol/L，
故答案為：（1.0×10^-5-1.0×10^-9）mol/L；
（3）將濃度均為0.1mol/L的BaCl₂溶液與Na₂SO₄溶液等體積混合，充分攪拌后過濾，濾液中為飽和溶液，則存在c（Ba²⁺）×c（SO₄^2-）=1×10^-10，c（Ba²⁺）=1×10^-5mol/L，
故答案為：1×10^-5；
（4）鋼鐵發生吸氧腐蝕時構成原電池，鐵易失電子作負極，碳作正極，正極上氧氣得電子和水反應生成氫氧根離子，正極電極反應式為：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-，
故答案為：2H₂O+O₂+4e^-=4OH^-．

點評 本題考查較為綜合，涉及化學平衡計算、難溶物溶解平衡及計算、鹽的水解原理及其應用、金屬腐蝕等知識，題目難度中等，注意掌握電荷守恒的含義，明確化學反應速率、轉化率的概念及表達式，試題培養了學生的分析能力及靈活應用能力．