Question

(1)赤水晒醋是我们遵义特产之一，其中含有一定量的CH₃COOH。写出CH₃COOH的电离方程式 ______；在已达平衡的乙酸溶液中加入一定的CH₃COONa ，该溶液pH_______（填“增大”“减小”或“不变”）。

(2)燃料电池汽车，尤其是氢燃料电池汽车可以实现零污染、零排放，驱动系统几乎无噪音，且氢能取之不尽、用之不竭,因此燃料电池汽车成为汽车企业关注的焦点。燃料电池的燃料可以是氢气、甲醇等。有科技工作者利用稀土金属氧化物作为固体电解质制造出了甲醇—空气燃料电池。这种稀土金属氧化物在高温下能传导O^2-。

①该电池的正极反应是___________；负极反应是____________。 

②在稀土氧化物的固体电解质中，O^2-的移动方向是__________。 

③甲醇可以在内燃机中燃烧直接产生动力推动机动车运行，而科技工作者要花费大量的精力研究甲醇燃料汽车,主要原因是___________。 

(3)在AgCl的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s) Ag⁺(aq)+Cl^-(aq)，在25℃时,K_sp(AgCl)＝1.8×10^-10。现将足量氯化银分别放入：

①100 mL蒸馏水中；②100 mL 0.2 mol/L AgNO₃溶液中；③100 mL 0.1 mol/L氯化铝溶液中；④100 mL 0.1 mol/L盐酸中，充分搅拌后，相同温度下c(Ag^＋)由大到小的顺序是_____(填写序号)；其中②中氯离子的浓度为______mol/L。

Answer

CH3COOHCH3COO-+H+ 增大 O2+4e-= 2O2- CH3OH+3O2--6e-=CO2↑+2H2O 从正极流向负极 燃料电池的能量转化率高 ②①④③ 9×10-10

【解析】

(1)CH3COOH是一元弱酸，在溶液中存在电离平衡；根据微粒浓度对电离平衡的影响及溶液pH含义分析解答；

(2)在甲醇燃料电池在，通入甲醇的电极为负极，通入空气的电极为正极，负极发生氧化反应，正极上发生还原反应，电解质中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动；

(3) AgCl的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡，等浓度的c(Cl-)、c(Ag＋)对平衡移动的影响相同，可根据平衡移动原理分析溶液中c(Ag＋)的相对大小。

(1) CH3COOH是一元弱酸，在溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO-+H+；向该溶液中加入CH3COONa，盐电离产生的CH3COO-使溶液中c(CH3COO-)增大，根据平衡移动原理：增大生成物的浓度，pH逆向移动，溶液中c(H+)减小，因此溶液的pH增大；

(2)①该电池的正极反应是O2获得电子变为O2-，电极反应式为O2+4e-= 2O2-；负极上CH3OH失去电子，与电解质中的O2-结合形成CO2和水，因此负极的电极反应式是CH3OH+3O2--6e-=CO2↑+2H2O；

②在稀土氧化物的固体电解质中，O2-向正电荷较多的负极方向移动；即移动方向是从正极流向负极；

③甲醇可以在内燃机中燃烧直接产生动力推动机动车运行,而科技工作者要花费大量的精力研究甲醇燃料汽车，主要原因是燃料电池的能量转化率高；

(3)①AgCl的饱和溶液中存在沉淀溶解平衡：AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)；②向其中加入AgNO3溶液，增大了溶液中Ag+的浓度，沉淀溶解平衡逆向移动，但总的来说平衡移动的趋势是微弱的，达到平衡后溶液中c(Ag+)比水中大；③加入氯化铝溶液，溶液中c(Cl-)增大，平衡逆向移动，达到平衡后溶液中c(Ag+)比①溶解在水中小；④溶解在HCl中，也使溶液中c(Cl-)增大，平衡逆向移动，由于c(Cl-)比③小，所以抑制作用比③弱，最终达到平衡时溶液中c(Ag+)比③大一些，故充分搅拌后，相同温度下c(Ag＋)由大到小的顺序是②①④③；

对于②100 mL 0.2 mol/L AgNO3溶液，c(Ag＋)=0.2mol/L，由于Ksp(AgCl)=1.8×10－10，所以c(Cl-)= Ksp(AgCl)÷c(Ag＋)= 1.8×10－10÷0.2=9×10-10 mol/L。