Question

（10分）據(jù)《遼沈晚報》報道，今年冬天，一旦出現(xiàn)大氣嚴(yán)重污染的天氣，沈陽市有可能建議政府機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位根據(jù)實際情況實行員工休假或彈性工作制。大氣含有的CO、氮氧化物、SO2、煙塵等污染是導(dǎo)致霧霾天氣的原因之一，化學(xué)反應(yīng)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，溶液中離子濃度由大到小的順序為：

（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(fù)極反應(yīng)方程式為：___________________。

（3） 利用Fe2+、Fe3+的催化作用，常溫下將SO2轉(zhuǎn)化為SO42－，從而實現(xiàn)對SO2的處理(總反應(yīng)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(yīng)的離子方程式為4Fe2+ + O2+ 4H+ ＝4Fe3+ + 2H2O，則另一反應(yīng)的離子方程式為                              ；

（4）CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應(yīng)，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= -359.8 kJ·mol－1

② 2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ?△H= -556.0 kJ·mol－1

③ H2O(g)=H2O(l)? △H= -44.0 kJ·mol－1

寫出體現(xiàn)甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式 。

 

Answer 1

(1)c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)；（2）CO+4OH—-2e-=CO32-+2H2O；

(3) 2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+；（4）5.6×10-5mol/L；

(5) CH3OH(L)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-725.8KJ/mol。

【解析】

試題分析：（1）n(CO2)= 0.4mol ,n(NaOH)= 0.2L×3mol/L=0.6mol.假設(shè)反應(yīng)后產(chǎn)物中含Na2CO3、NaHCO3 的物質(zhì)的量分別是x、y,則根據(jù)C元素守恒可得x+y=0.4mol；根據(jù)Na元素守恒可得2x+y=0.6mol。解得x=y=0.2mol。所以溶液是Na2CO3、NaHCO3等物質(zhì)的量濃度的混合溶液。根據(jù)物料守恒可知離子濃度最大的是c(Na+)。由于二者都要水解消耗水電離產(chǎn)生的H+，所以最終溶液中c(OH-)>c(H+),而CO32-水解的程度大于HCO3-的水解程度，所以c(HCO3-)>c(CO32-)；但是鹽的水解程度是微弱的，在溶液中主要還是以鹽電離產(chǎn)生的離子存在，鹽電離產(chǎn)生的離子濃度遠(yuǎn)大于弱電解質(zhì)水的電離產(chǎn)生的離子，所以c(CO32-)>c(OH-)。溶液中離子濃度由大到小的順序為：c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)；（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，通入燃料的電極是負(fù)極，電極反應(yīng)方程式為CO+4OH—-2e-=CO32-+2H2O；（3） 由于Fe2+、Fe3+對SO2的轉(zhuǎn)化有催化作用，常溫下將SO2轉(zhuǎn)化為SO42－，從而實現(xiàn)對SO2的處理(總反應(yīng)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(yīng)的離子方程式為4Fe2+ + O2+ 4H+ ＝4Fe3+ + 2H2O，則另一反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+；（4）假設(shè)生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為x,由于溶液等體積混合時各種物質(zhì)的濃度都減小一半，所以 (x/2)×[(2×10—4mo1/L)÷2]≥2.8×10—9=5.6×10-5mol/L；（5）①+②÷2+③×2，整理可得：CH3OH(L)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-725.8KJ/mol。

考點：考查微粒濃度的比較、燃料電池電極反應(yīng)式和離子方程式、熱化學(xué)方程式的書寫的知識。