Question

I．若已知: Cu(OH)₂ (s)   Cu²⁺ (aq)+2OH^—(aq)   △H= akJ/mol

H₂O(l) H⁺(aq) + OH^—(aq)  △H= bkJ/mol

请写出Cu²⁺发生水解反应的热化学方程式________________________________，该反应的平衡常数为_______，已知：25℃时, Ksp[Cu(OH)₂]=2.0×10^-20 mol³/L³

II．室温下,现有①0. 2 mol/L NaOH溶液、②0.2 mol/L HX溶液，两溶液等体积混合后，测得溶液pH=8则：

（1）上述混合液中各离子浓度由大到小的顺序为_______________________

（2）pH=12的NaOH溶液与pH=2的HX等体积混合，混合后溶液显______性（填“酸”、“碱”或“中”）。

III. NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料电池，其原理见下图。

该电池在使用过程中正极反应为：O₂+4e^－+2N₂O₅=4NO₃^—，石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应为：______________________________。

Answer

5×10-9 c(Na+)＞c(X-)＞c(OH- )＞c(H+)  酸 4NO2＋4NO3－－4e－＝4N2O5

【解析】I．Cu(OH)2(s)⇌Cu2-(aq)+2OH-(aq)△H=akJ/mol；②H2O(1)⇌H-(aq)+OH-(aq)△H=bkJ/mol，利用盖斯定律②×2-①得，Cu2-(aq)+2H2O(1)⇌Cu(OH)2(s)+2H-(aq)△H=+(2b-a)kJ/mol；则平衡常数为：K=== =5×10-9；故答案为：Cu2-(aq)+2H2O(1)⇌Cu(OH)2(s)+2H-(aq)△H=+(2b-a)kJ/mol；5×10-9；

II．由题意知，c(Na+)＞c(X-)，根据溶液中电荷守恒得，c(H+)＜c(OH- )；酸碱的物质的量相等，且都是一元的，如果酸是强酸，混合液氢离子浓度和氢氧根浓度应相等，但实际上混合液呈碱性，所以酸是弱酸．

(1)0.2mol/L NaOH溶液和0.2mol/LHX溶液等体积混合后，得到的是NaX溶液，测得溶液pH=8，说明HX为弱酸，离子浓度顺序是：c(Na+)＞c(X-)＞c(OH- )＞c(H+)，故答案为：c(Na+)＞c(X-)＞c(OH- )＞c(H+)；

（2)pH=12的NaOH溶液与pH=2的HX等体积混合，HX是弱酸，则酸会剩余，得到的是HX和NaX的混合物，混合后溶液显酸性，故答案为：酸；

III. 根据图示，该电池在使用过程中的总反应为4NO2＋O2=2N2O5，正极反应为：O2+4e－+2N2O5=4NO3—，则石墨I的电极反应为4NO2＋4NO3－－4e－＝4N2O5，故答案为：4NO2＋4NO3－－4e－＝4N2O5。