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4.将质量相等的铁片和铜片用导线相连浸入500mL硫酸铜溶液中构成如图1的装置.

(1)铜片上的电极反应式为Cu2++2e-=Cu,铜片周围溶液会出现颜色变浅的现象.
(2)若按照上述装置反应一段时间后测得铁片减少了2.4g,同时铜片增加了3.2g,则这段时间内该装置消耗的化学能有50%转化为电能.
(3)若将该装置改为如图2所示的装置也能达到和原装置相同的作用,同时能保证停止使用该装置时反应物不损耗,KCl溶液起沟通两边溶液形成闭合回路的作用,则硫酸铜溶液应该注入右(填“左侧”、“右侧”或“两侧”)烧杯中,若2min内铁片减少了5.6g,则中间U形管中K+的流速是0.1mo1/min.
(4)若按照(3)中装置反应一段时间后测得铁片和铜片之间的质量差为0.6g,则导线中流过的电子为0.01mol.

分析 (1)装置是否有外加电源可以判断所属的类别,根据电池的工作原理来分析电极电极反应以及现象;
(2)铁电极的电子一部分传给铜电极,发生原电池反应.同时铁电极上也发生置换反应.电极反应:Fe-2e-→Fe2+,Cu2++2e-=Cu,铜电极增加3.2g,即0.05mol,同时铁电极原电池反应产生0.05molFe2+,即铁电极减少56g/mol×0.05
mol=2.8g,但是铁片只减少了2.4g,因为铁片有一部分直接发生置换反应,有铜生成,所以质量增加了,这部分铁的化学能没有转化为电能,所以有2.8g-2.4g=0.4g的质量差,设有xmol铁直接参与置换反应,
Cu2++Fe=Cu+Fe2+△m
       1mol 64         8
         x               0.4
计算得x=0.05mol,即直接发生置换反应的铁为0.05mol,参与原电池反应的铁也是0.05mol;
(3)盐桥原电池中,金属电极插入含有该电极金属阳离子的盐溶液中,所以硫酸铜溶液应该注入右侧烧杯中,若2min内铁片减少了5.6g,该段时间内用亚铁离子表示的平均反应速率v=$\frac{\frac{\frac{5.6g}{56g/mol}}{0.5L}}{2min}$=0.1mol•L-1•min-1,则中间U形管中K+的流速是0.1mol/min;
(4)根据电极反应式来计算.

解答 解:(1)装置没有外加电源,属于原电池,活泼金属锌做负极,本身失电子,Fe-2e-=Fe2+,正极上是铜离子得电子,电极反应式:Cu2++2e-=Cu,所以铜离子在该极附近溶度减小,溶液颜色变浅,故答案为:Cu2++2e-=Cu;颜色变浅;
(2)铁电极的电子一部分传给铜电极,发生原电池反应.同时铁电极上也发生置换反应.电极反应:Fe-2e-→Fe2+,Cu2++2e-=Cu,铜电极增加3.2g,即0.05mol,同时铁电极原电池反应产生0.05molFe2+,即铁电极减少56g/mol×0.05
mol=2.8g,但是铁片只减少了2.4g,因为铁片有一部分直接发生置换反应,有铜生成,所以质量增加了,这部分铁的化学能没有转化为电能,所以有2.8g-2.4g=0.4g的质量差,设有xmol铁直接参与置换反应,
Cu2++Fe=Cu+Fe2+△m
       1mol 64         8
         x               0.4
计算得x=0.05mol,即直接发生置换反应的铁为0.05mol,参与原电池反应的铁也是0.05mol,所以该装置消耗化学能有50%转化为电能,故答案为:50;
(3)盐桥原电池中,金属电极插入含有该电极金属阳离子的盐溶液中,所以硫酸铜溶液应该注入右侧烧杯中,若2min内铁片减少了5.6g,该段时间内用亚铁离子表示的平均反应速率v=$\frac{\frac{\frac{5.6g}{56g/mol}}{0.5L}}{2min}$=0.1mol•L-1•min-1,则中间U形管中K+的流速是0.1mol/min,故答案为:右;0.1;
(4)铁电极发生的反应为:Fe-2e-→Fe2+,正极上是铜离子得电子,电极反应为:Cu2++2e-=Cu,设转移电子为n,则铁质量减少28n,Cu电极质量增加32n,铁片和铜片之间的质量差为28n+32n=60n=0.6g,所以n=0.01,故答案为:0.01.

点评 本题考查学生原电池的工作原理,学生要学会应用差量法在电极反应计算中的运用,综合性强,难度较大.

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选择下列实验方法分离物质,将分离方法的序号填在横线上。

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②_____从硝酸钾和氯化钠的混合液中获得硝酸钾。

③______分离水和汽油的混合物。

④_____分离CCl4(沸点为76.75℃)和甲苯(沸点为110.6℃)

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12.最近我们复习了常见的几种金属:Na、Mg、Al、Fe、Cu.请结合我们所学知识回答下列问题:
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(6)铜的价电子排布式为3d104s1而不是3d94s2是依据因为[Ar]3d104s1中d轨道处于全满,s轨道处于半满.

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19.如图是短元素周期表的一部分,①~⑨是元素周期表中的部分元素.

请回答下列问题:
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(3)元素⑥和⑨形成的化合物的电子式是.
(4)③、⑤、⑥形成的简单离子半径由大到小的顺序为O2->Na+>Mg2+(写离子符号)
(5)由表中两种元素形成的氢化物A和B都含有18个电子,A是一种6原子分子,可做火箭发动机燃料;B是一种常见强氧化剂.已知液态A与液态B充分反应生成一种液态10电子分子和一种气态单质,写出A与B反应的化学方程式:N2H4+2H2O2=N2+4H2O.
(6)某同学为了比较元素⑧和⑨非金属性的相对强弱,用如图所示装置进行实验:

①浓溶液a和溶液b分别为浓HCl、Na2S(或H2S)(写化学式).
②浓溶液a与黑色固体a反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O.

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9.下列指定反应的离子方程式正确的是(  )
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16.下列盛放试剂或取用试剂的方法,正确的是(  )
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13.乙醇、乙二醇()、甘油(  )分别与足量金属钠作用,产生等量的氢气,则三种醇的物质的量之比为(  )
A.6:3:2B.1:2:3C.3:2:1D.4:3:2

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14.下列说法中,错误的是(  )
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