Question

（14分）
Ⅰ．有甲、乙兩位學生均想利用原電池反應檢測金屬的活動性順序，兩人均使用鎂片和鋁片作電極，但甲同學將電極放入2 mol/LH₂SO₄溶液中，乙同學將電極放入2 mol/L的NaOH溶液中，如圖：

（1）寫出甲池中正極的電極反應式：                                ；
（2）寫出乙池中負極的電極反應式：                        ；
（3）如果甲與乙同學均認為“構成原電池的電極材料如果都是金屬，則構成負極材料的金屬應比構成正極材料的金屬活潑”，則甲會判斷出              活動性更強，而乙會判斷出          活動性更強（填元素符號）。
（4）由此實驗，可得到如下哪些正確結論？（  ）

A．利用原電池反應判斷金屬活動性順序時應注意選擇合適的電解質

B．鎂的金屬性不一定比鋁的金屬性強

C．該實驗說明金屬活動順序表已過時，已設有實用價值

D．該實驗說明化學研究對象復雜、化學反應受條件影響較大，因此應具體問題具體分析

Ⅱ．向一個容積為2 L的密閉容器中充入2 mol A和1 mol B，發生如下反應：2 A(g) + B(g) xC(g) + D(g)，反應達到平衡時C的濃度為1.2 mol/L，B的濃度為0.1 mol/L。
（1）x=               ；
（2）若使容器溫度升高，平衡時混合氣體的平均相對分子質量減小，則正反應為   
        （填“吸熱”或“放熱”）反應；
（3）若維持容器體積和溫度不變，按下列方法加入起始物質，達到平衡時C的濃度仍為1.2 mol/L的是             （用序號填空）
①4 mol A + 2 mol B
②3 mol C + 1 mol D
③3 mol C + 1 mol D +1 mol B

Answer 1

Ⅰ.（1）2H⁺＋2e^- = H₂↑（2分）
（2）2Al+8OH^--6e^- = 2AlO₂^-+4H₂O （或Al+4OH^--3e^- = AlO₂^-+2H₂O）（2分）
（3）Mg；Al （每空1分）   （4）A D（2分）
Ⅱ.（1）3（2分）  （2）吸熱（2分）   （3）②（2分）

Ⅰ.（1）在原電池中較活潑的金屬作負極，失去電子，發生氧化反應。電子經導線傳遞到正極上，所以溶液中的陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。正極得到電子，發生還原反應。甲中鋁是正極，鎂是負極。正極反應式為2H⁺＋2e^- = H₂↑。
（2）乙中，由于鋁可以和氫氧化鈉溶液反應，而鎂不能，所以鎂是正極，鋁是負極。負極反應式為2Al+8OH^--6e^- = 2AlO₂^-+4H₂O 。
（3）根據原理可知，甲中鎂的活潑性強于鋁的。而乙中則得出鋁的活潑性強于鎂的。
（4）根據以上實驗事實可知，選項AD是正確的。
Ⅱ.（1）平衡時B的濃度為0.1 mol/L，則消耗的B的濃度是0.5mol/L－0.1mol/L＝0.4mol/L。由于濃度的變化之比是相應的化學計量數之比，所以x＝3。
（2）由于正反應是體積增大的反應，所以當混合氣體的平均相對分子質量減小時，平衡是向正反應方向移動的，即正反應是吸熱反應。
（3）由于平衡的建立和途徑無關，②③分別相當于AB的物質的量是2mol、1mol和2mol、2mol，所以②符合。③相當于增大A的轉化率，達到平衡時C的濃度大于1.2 mol/L。①相當于在原平衡的基礎上增大壓強，平衡向逆反應方向移動，但達到平衡時C的濃度大于1.2 mol/L，而小于2.4mol/L。答案選②。