高中 | 配合物理论 题目答案及解析

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选修三

第二章 分子结构与性质

第二节 分子的立体结构

配合物理论

利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。

装置示意图序号电解质溶液实验现象
①$\rm 0.1\;\rm mol/L\;CuSO_{4} +$少量$\rm H_{2}SO_{4} $阴极表面有无色气体,一段时间后阴极表面有红色固体,气体减少。经检验电解液中有$\text{F}{{\text{e}}^{\text{2+}}}$
②$\rm 0.1\;\rm mol/L\;CuSO_{4} +$过量氨水阴极表面未观察到气体,一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无$\text{Fe}$元素

下列说法不正确的是$(\qquad)$

["

①中气体减少,推测是由于溶液中${c}\\left( {{\\text{H}}^{+}} \\right)$减少,且$\\text{Cu}$覆盖铁电极,阻碍${{\\text{H}}^{+}}$与铁接触

","

①中检测到$\\text{F}{{\\text{e}}^{\\text{2+}}}$,推测可能发生反应:$\\text{Fe+2}{{\\text{H}}^{+}}\\text{=F}{{\\text{e}}^{\\text{2+}}}+{{\\text{H}}_{\\text{2}}}\\text{Fe+C}{{\\text{u}}^{\\text{2+}}}\\text{=F}{{\\text{e}}^{\\text{2+}}}\\text{+Cu}$

","

随阴极析出$\\text{Cu}$,推测②中溶液${c}\\left( \\text{C}{{\\text{u}}^{\\text{2+}}} \\right)$减少,$\\text{C}{{\\text{u}}^{\\text{2+}}}\\text{+4N}{{\\text{H}}_{\\text{3}}}\\rightleftharpoons {{\\left[ \\text{Cu}{{\\left( \\text{N}{{\\text{H}}_{\\text{3}}} \\right)}_{\\text{4}}} \\right]}^{\\text{2+}}}$平衡逆移

","

②中$\\text{C}{{\\text{u}}^{\\text{2+}}}$生成${{\\left[ \\text{Cu}{{\\left( \\text{N}{{\\text{H}}_{\\text{3}}} \\right)}_{\\text{4}}} \\right]}^{\\text{2+}}}$,使得${c}\\left( \\text{C}{{\\text{u}}^{\\text{2+}}} \\right)$比①中溶液的小,$\\text{Cu}$缓慢析出,镀层更致密

"]
[["C"]]

由实验现象可知,实验①时,铁做电镀池的阴极,铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜,一段时间后,铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜;实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子,使得溶液中铜离子浓度比①中要小,电解速率减慢,铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜,在铁表面得到比实验①更致密的镀层。

$\rm A$.由分析可知,实验①时,铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应,当溶液中氢离子浓度减小,反应和放电生成的铜覆盖铁电极,阻碍氢离子与铁接触,导致产生的气体减少,故$\rm A$正确;

$\rm B$.由分析可知,实验①时,铁做电镀池的阴极,铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜,可能发生的反应为$\text{Fe+2}{{\text{H}}^{+}}\text{=F}{{\text{e}}^{\text{2+}}}+{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{Fe+C}{{\text{u}}^{\text{2+}}}\text{=F}{{\text{e}}^{\text{2+}}}\text{+Cu}$,故$\rm B$正确;

$\rm C$.由分析可知,铜离子在阴极得到电子发生还原反应,在阴极析出铜,但阳极发生$\rm Cu-2e^{-}=Cu^{2+}$的反应,铜离子浓度不变,$\text{C}{{\text{u}}^{\text{2+}}}\text{+4N}{{\text{H}}_{\text{3}}}\rightleftharpoons {{\left[ \text{Cu}{{\left( \text{N}{{\text{H}}_{\text{3}}} \right)}_{\text{4}}} \right]}^{\text{2+}}}$平衡不移动,故$\rm C$错误;

$\rm D$.由分析可知,实验②中铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子,使得溶液中铜离子浓度比①中要小,电解速率减慢,铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜,在铁表面得到比实验①更致密的镀层,故$\rm D$正确。

故选:$\rm C$

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