Question

碳、氫、氧、氮元素及其化合物與人類的生產生活密切相關，試回答下列有關問題．
（1）常溫下0.1mol?L^-1NaHCO₃ 溶液的pH大于8則溶液中c（HCO₃^-）

 

（填“＞”“＜”或“=”）c（CO₃ ^2-），原因是

 

（2）以鋁材為陽極，在H₂SO₄溶液中電解，取少量廢電解液，加入NaHCO₃ 溶液后產生氣體和白色沉淀，產生沉淀的原因是

 

（用離子方程式表示）；
（3）用離子方程式表示NaAlO₂ 溶液的水解

 

，寫出3種促進AlO₂^-水解的方法

 

、

 

、

 

（4）關于0.1mol?L^-1純堿溶液，下列四個關系正確的是

 

．
A．c（Na⁺ ）=2c（CO₃ ^2-）                   B．c（CO₃ ^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H₂CO₃）
C．c（CO₃ ^2-）+c（HCO₃^-）=0.1mol?L^-1 D．c（OH^-）=c（H⁺）+c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃）
（5）電化學降解NO₃^-的原理如圖1所示陰極反應式為

 

，電解后，陰極區(qū)pH的將

 

（填“增大”“減少”或“不變”）
（6）甲醇（CH₃OH）～空氣燃料電池工作原理示意圖如圖2：負極的反應式為

 

．

Answer 1

考點：離子濃度大小的比較,化學電源新型電池,鹽類水解的應用

專題：

分析：（1）0.1mol?L^-1NaHCO₃ 溶液的pH大于8，溶液顯堿性，水解大于其電離；
（2）鋁為陽極，失去電子，Al³⁺和HCO₃^-發(fā)生了互促水解，或HCO₃^-與H⁺反應使H⁺濃度減小，產生Al（OH）₃沉淀；
（3）偏鋁酸根離子水解顯堿性，發(fā)生AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-，結合平衡移動分析；
（4）根據電荷守恒、物料守恒和質子守恒分析；
（5）在電解池的陰極上發(fā)生得電子的還原反應；
（6）負極上甲醇失電子發(fā)生氧化反應．

解答： 解：（1）0.1mol?L^-1NaHCO₃ 溶液的pH大于8，溶液顯堿性，水解大于其電離，則c（HCO₃^-）＞c（CO₃ ^2-），故答案為：＞；HCO₃^-水解大于其電離；
（2）鋁為陽極，會發(fā)生氧化反應，生成Al³⁺，加入NaHCO₃溶液后產生氣泡和白色沉淀，Al³⁺和HCO₃^-發(fā)生了互促水解．3HCO₃^-+Al³⁺=3CO₂↑+Al（OH）₃↓；或HCO₃^-與H⁺反應使H⁺濃度減小，產生Al（OH）₃沉淀，
故答案為：3HCO₃^-+Al³⁺=3CO₂↑+Al（OH）₃↓；
（3）偏鋁酸根離子水解顯堿性，發(fā)生AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-，加熱、加鹽酸、加水等促進AlO₂^-水解，水解平衡正向移動，故答案為：AlO₂^-+2H₂O?Al（OH）₃+OH^-；加熱；加鹽酸；加水；
（4）A．根據物料守恒，碳元素在溶液中的形式有：CO₃^2-、HCO₃^-、H₂CO₃、所以c（Na⁺）=2c（CO₃^2-）+2c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃），故A錯誤；
B．溶液中存在兩步水解：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，以第一步水解為主，所以c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H₂CO₃），故B正確；
C．根據物料守恒：c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）=0.1mol?L^-1，故C錯誤；
D．根據質子守恒：c（OH^-）=c（H⁺）+c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃），故D正確；
故答案為：BD；
（5）根據裝置圖示可以看出，右端電極上發(fā)生得電子的還原反應，即為陰極，反應式為2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂↑+6H₂O，氫離子濃度減小，則pH增大，
故答案為：2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂↑+6H₂O；增大；
（6）負極上甲醇失電子和水反應生成二氧化碳和氫離子，電極反應式為2CH₃OH-12e^-+2H₂O=2CO₂↑+12H⁺，故答案為：2CH₃OH-12e^-+2H₂O=2CO₂↑+12H⁺．

點評：本題考查較綜合，涉及離子濃度大小的比較、電化學及鹽類水解等，綜合性較強，注重高頻考點的考查，題目難度中等．