Question

大氣含有的CO、氮氧化物、SO₂、煙塵等污染是導致霧霾天氣的原因之一，化學反應原理是減少和控制霧霾天氣的理論依據(jù)．
（1）CO₂經(jīng)常用氫氧化鈉來吸收，現(xiàn)有0.4molCO₂，若用200ml 3mol/LNaOH溶液將其完全吸收，溶液中的溶質(zhì)及物質(zhì)的量為

 

．
（2）CO可制做燃料電池，以KOH溶液作電解質(zhì)，向兩極分別充入CO和空氣，工作過程中，負極反應方程式為：

 

．
（3）利用Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用，常溫下將SO₂轉化為SO₄^2-，從而實現(xiàn)對SO₂的處理（總反應為2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄）．已知，含SO₂的廢氣通入含F(xiàn)e²⁺、Fe³⁺的溶液時，其中一個反應的離子方程式為4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，則另一反應的離子方程為

 

；
（4）CO₂在自然界循環(huán)時可與CaCO₃反應，CaCO₃是一種難溶物質(zhì)，其Ksp=2.8×10^-9．CaCl₂溶液與Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，現(xiàn)將等體積的CaCl₂溶液與Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的濃度為2×10^-4mo1/L，則生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小濃度為

 

．
（5）已知在常溫常壓下：①CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（g）△H=-359.8kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）?△H=-556.0kJ?mol^-1
③H₂O（g）=H₂O（l）?△H=-44.0kJ?mol^-1
寫出體現(xiàn)甲醇燃燒熱的熱化學方程式

 

．

Answer 1

考點：二氧化硫的污染及治理,離子方程式的書寫,物質(zhì)的量的相關計算,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,原電池和電解池的工作原理,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉化的本質(zhì)

專題：

分析：（1）根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈉之間反應量的關系：按照1：1反應，產(chǎn)物是碳酸氫鈉，按照1：2反應，產(chǎn)物是碳酸鈉來分析回答；
（2）堿性條件下CO在負極放電生成CO₃^2-；
（3）催化劑的特點，恢復原來狀態(tài)，F(xiàn)e³⁺→Fe²⁺；
（4）Na₂CO₃溶液的濃度為2×10^-4mol/L，等體積混合后溶液中c（CO₃^2-）=1×10^-4mol/L，根據(jù)Ksp=c（CO₃^2-）?c（Ca²⁺）計算沉淀時混合溶液中c（Ca²⁺），原溶液CaCl₂溶液的最小濃度為混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍；
（5）根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學方程式構造目標熱化學方程式．

解答： 解：（1）根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈉之間反應量的關系：按照1：1反應，產(chǎn)物是碳酸氫鈉，按照1：2反應，產(chǎn)物是碳酸鈉，0.4molCO₂和200mL 3mol/L NaOH溶液混合，二者的物質(zhì)的量之比是2：3，所的溶液是碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物，則設生成碳酸鈉和碳酸氫鈉的物質(zhì)的量分別為xmol和ymol，根據(jù)Na、C守恒得：

2x+y=0.6 x+y=0.4

，解得x=y=0.2mol；故答案為：0.2molNa₂CO₃與0.2molNaHCO₃；
（2）原電池中，負極上CO失電子和氫氧根離子反應生成CO₃^2-，所以電極反應式為：CO+4OH^--2e^-=CO₃^2-+2H₂O，
故答案為：CO+4OH^--2e^-=CO₃^2-+2H₂O；
（3）根據(jù)催化劑的特點，另一個反應一定有Fe³⁺→Fe²⁺，反應方程式為 2Fe³⁺+SO₂+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂ O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（4）Na₂CO₃溶液的濃度為2×10^-4mol/L，等體積混合后溶液中c（CO₃^2-）=

1

2

×2×10^-4mol/L=1×10^-4mol/L，根據(jù)Ksp=c（CO₃^2-）?c（Ca²⁺）=2.8×10^-9可知，c（Ca²⁺）=

2.8×10 -9

1×10 -4

mol/L=2.8×10^-5mol/L，原溶液CaCl₂溶液的最小濃度為混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍，故原溶液CaCl₂溶液的最小濃度為2×2.8×10^-5mol/L=5.6×10^-5mol/L；
故答案為：5.6×10^-5mol/L；
（5）已知：①CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（g）；△H=-359.8kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H=-556.0kJ?mol^-1
③H₂O（g）═H₂O（l）；△H=-44.0kJ?mol^-1
根據(jù)蓋斯定律：①+

1

2

×②+2×③得CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8 kJ?mol^-1；
故答案為：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8 kJ?mol^-1．

點評：本題考查了鹽的水解，溶度積常數(shù)的有關計算，熱化學方程式和蓋斯定律的計算應用，原電池的應用等，涉及的知識點較多，題目難度中等，注意是對反應原理的應用的考查．