Question

酒后駕車已成為一個社會問題，2013年1月1日起執(zhí)行的新交規(guī)對酒后駕車作出嚴(yán)厲的處罰規(guī)定．檢測駕駛?cè)藛T呼氣中酒精濃度（BrAC）的方法有多種．
（1）利用檢測試劑顏色變化定性判斷BrAC，曾用如下反應(yīng)檢測BrAC：
3CH₃CH₂OH+2KMnO₄=3CH₃CHO+2MnO₂+2KOH+2H₂O 上述反應(yīng)中發(fā)生還原反應(yīng)的過程是

 

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（2）受上述方法啟發(fā)，后來用五氧化二碘的淀粉溶液檢測BrAC，溶液變藍(lán)，乙醇被氧化為乙醛，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

 

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（3）已知乙醇與CO的燃燒熱分別為1366.8KJ/mol、283.0KJ/mol，寫出乙醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：

 

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（4）如圖是一種酸性燃料電池酒精檢測儀，具有自動吹氣流量偵測與控制的功能，非常適合進(jìn)行現(xiàn)場酒精檢測．則該電池的負(fù)極反應(yīng)式為：

 

，正極反應(yīng)式為：

 

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（5）①常溫下，將40mL0.10mol?L^-1氫氧化鈉溶液逐滴加入到20mL0.10mol?L^-1醋酸溶液中，充分反應(yīng)（體積變化忽略不計）．則溶液中離子濃度由大到小的順序為

 

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②常溫下，將cmol/L的醋酸溶液與0.02mol/LNaOH溶液等體積混合后溶液 剛好呈中性，用含c的代數(shù)式表示CH₃COOH的電離常數(shù)Ka=

 

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Answer 1

考點：酸堿混合時的定性判斷及有關(guān)ph的計算,氧化還原反應(yīng),熱化學(xué)方程式

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)，氧化劑中某元素的化合價降低；
（2）五氧化二碘與乙醇反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成乙醛和水；
（3）根據(jù)CO和乙醇的熱方程式，結(jié)合蓋斯定律來分析乙醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)圖示得出酸性燃料電池的反應(yīng)物和生成物，再根據(jù)原電池原理寫出該電池的反應(yīng)式；
（5）①n（NaOH）=0.004mol，n（HAc）=0.002mol，反應(yīng)后NaOH剩余；
②呈中性則c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）=0.01mol/L，以此計算．

解答： 解：（1）Mn元素的化合價由+7價降低為+4，則Mn元素得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，還原過程為KMnO₄→MnO₂，故答案為：KMnO₄→MnO₂；
（2）五氧化二碘與乙醇反應(yīng)生成乙醛和水，該反應(yīng)為I₂O₅+5CH₃CH₂OH=I₂+5CH₃CHO+5H₂O，故答案為：I₂O₅+5CH₃CH₂OH=I₂+5CH₃CHO+5H₂O；
（3）①CH₃CH₂OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H₁=-1366.8kJ?mol^-1，
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1，
由蓋斯定律可知用①-②得反應(yīng)CH₃CH₂OH（l）+2O₂（g）=2CO（g）+3H₂O（l），該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=-1366.8kJ?mol^-1-（-556.0kJ?mol^-1）=-800.8kJ?mol^-1，
故答案為：CH₃CH₂OH（l）+2O₂（g）=2CO（g）+3H₂O（l）△H=-800.8kJ?mol^-1；
（4）根據(jù)圖可知，該原電池的燃料為乙醇和氧氣，生成物乙酸和水，電解質(zhì)為酸性溶液，原電池負(fù)極失去電子發(fā)生了氧化反應(yīng)，所以負(fù)極反應(yīng)為乙醇失去電子生成乙酸，電極反應(yīng)為：CH₃CH₂OH+H₂O-4e^-=CH₃COOH+4H⁺，正極在酸性條件下氧氣得到電子發(fā)生了還原反應(yīng)：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，
故答案為：CH₃CH₂OH+H₂O-4e^-=CH₃COOH+4H⁺；O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
（5）①40mL0.10mol?L^-1氫氧化鈉溶液中n（NaOH）=0.04L×0.1mol/L=0.004mol/L，20mL0.10mol?L^-1醋酸溶液中n（CH₃COOH）=0.02L×0.1mol/L=0.002mol/L，由于發(fā)生反應(yīng)：CH₃COOH+NaOH=CH₃COONa+H₂O，可知醋酸完全反應(yīng)，反應(yīng)后溶液為0.002molNaOH、0.002molCH₃COONa混合溶液，溶液中呈堿性，溶液中醋酸根水解，故c（OH ^-）＞c（CH₃COO ^-），水解程度微弱，故c（CH₃COO ^-）＞c（H⁺），故溶液中離子濃度c（Na⁺）＞c（OH ^-）＞c（CH₃COO ^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（OH ^-）＞c（CH₃COO ^-）＞c（H⁺）；
②呈中性則c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）=0.01mol/L，所以用含c的代數(shù)式表示CH₃COOH的電離常數(shù)K_a=

10-7×0.01

c 2 -0.01

=

2×10-9

(c-0.02)

mol?L^-1，故答案為：

2×10-9

(c-0.02)

mol?L^-1．

點評：本題綜合性較強，涉及平衡常數(shù)、反應(yīng)熱計算、離子濃度比較、電離平衡、溶度積的應(yīng)用等，屬于拼合型題目，對學(xué)生的心理有較高的要求，（5）中計算為易錯點，注意忽略計算，題目難度中等．