Question

4．我國古代青銅器工藝精湛，有很高的藝術(shù)價值和歷史價值，但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕，故對其進行修復(fù)和防護具有重要意義．
（1）研究發(fā)現(xiàn)，腐蝕嚴重的青銅器表面大都存在CuCl，CuCl在青銅器腐蝕過程中的催化作用．采用“局部封閉法”可以防止青銅器進一步被腐蝕．如將糊狀A(yù)g₂O涂在被腐蝕部位，Ag₂O與有害組分CuCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，該化學(xué)方程式為Ag₂O+2CuCl=2AgCl+Cu₂O．
（2）如圖為青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕的原理示意圖．

①腐蝕過程中，負極是c（填圖中字母“a”或“b”或“c”）；
②環(huán)境中的Cl^-擴散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹
Cu₂（OH）₃Cl，其離子方程式為2Cu²⁺+3OH^-+Cl^-=Cu₂（OH）₃Cl↓；
③若生成4.29g Cu₂（OH）₃Cl（M=214.5g•mol^-1），則理論上耗氧體積為0.448L（標準狀況）．
（3）常溫下，將除去表面氧化膜的Al、Cu片插入濃HNO₃中組成原電池（如圖1），測得原電池的電流強度（I）隨時間（t）的變化如圖2所示，反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生．

0～t₁時，原電池的負極是Al片，此時，正極的電極反應(yīng)式是2H⁺+e^-+NO₃^-=NO₂↑+H₂O，溶液中的H⁺向正極移動．t₁時，原電池中電子流動方向發(fā)生改變，其原因是鋁在濃硝酸中發(fā)生鈍化，表面生成了氧化膜阻止了Al的進一步反應(yīng)．

Answer 1

分析 （1）Ag₂O與有害組分CuCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，則二者相互交換成分生成另外的兩種化合物；
（2）①根據(jù)圖知，氧氣得電子生成氫氧根離子、Cu失電子生成銅離子，發(fā)生吸氧腐蝕，則Cu作負極；
②Cl^-擴散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu₂（OH）₃Cl，負極上生成銅離子、正極上生成氫氧根離子，所以該離子反應(yīng)為氯離子、銅離子和氫氧根離子反應(yīng)生成Cu₂（OH）₃Cl沉淀；
③n[Cu₂（OH）₃Cl]=$\frac{4.29g}{214.5g/mol}$=0.02mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子計算氧氣物質(zhì)的量，再根據(jù)V=nV_m計算體積；
（3）依據(jù)題意，0～t₁時，原電池的負極是Al片，且有紅棕色氣體產(chǎn)生，說明溶液中的硝酸根在正極放電，據(jù)此解答即可；電流發(fā)生改變，即原電池的正負極發(fā)生改變，據(jù)此分析原因即可．

解答 解：（1）Ag₂O與有害組分CuCl發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，則二者相互交換成分生成另外的兩種化合物，反應(yīng)方程式為Ag₂O+2CuCl=2AgCl+Cu₂O，
故答案為：Ag₂O+2CuCl=2AgCl+Cu₂O；
（2）①根據(jù)圖知，氧氣得電子生成氫氧根離子、Cu失電子生成銅離子，發(fā)生吸氧腐蝕，則Cu作負極，即c是負極，故答案為：c；
②Cl^-擴散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu₂（OH）₃Cl，負極上生成銅離子、正極上生成氫氧根離子，所以該離子反應(yīng)為氯離子、銅離子和氫氧根離子反應(yīng)生成Cu₂（OH）₃Cl沉淀，離子方程式為2Cu²⁺+3OH^-+Cl^-=Cu₂（OH）₃Cl↓，
故答案為：2Cu²⁺+3OH^-+Cl^-=Cu₂（OH）₃Cl↓；
③n[Cu₂（OH）₃Cl]=$\frac{4.29g}{214.5g/mol}$=0.02mol，根據(jù)轉(zhuǎn)移電子得n（O₂）=$\frac{0.02mol×2×2}{4}$=0.02mol，V（O₂）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L，
故答案為：0.448；
（3）0～t₁時，原電池的負極是Al片，溶液中產(chǎn)生紅棕色氣體是二氧化氮，故正極反應(yīng)方程式為：2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O，此時溶液中的氫離子移向正極，一段時間后，由于Al與濃硝酸發(fā)生鈍化，導(dǎo)致原電池中Al作正極，Cu作負極，
故答案為：2H⁺+e^-+NO₃^-=NO₂↑+H₂O；正；鋁在濃硝酸中發(fā)生鈍化，表面生成了氧化膜阻止了Al的進一步反應(yīng)．

點評 本題考查較綜合，側(cè)重考查學(xué)生自身綜合應(yīng)用及計算能力，涉及氧化還原反應(yīng)計算、離子方程式及復(fù)分解反應(yīng)方程式的書寫、原電池原理等知識點，利用原電池原理、物質(zhì)性質(zhì)及轉(zhuǎn)移電子守恒進行解答，題目難度中等．