Question

CO₂，CH₄是常見的溫室氣體，CO，SO₂，NO_x是常見的污染性氣體．
①已知：C（s）+O₂（g）═CO₂（g），△H₁═-393.5kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₂═-483.6kJ?mol^-1
C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g），△H₃═+131.3kJ?mol-1
則反應(yīng)CO（g）+H₂（g）+O₂（g）═H₂O（g）+CO₂（g）的△H═

 

kJ?mol^-1
②如圖甲是一種新型燃料電池，它以CO為燃料，一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃熔融混合物為電解質(zhì)，圖乙是粗銅精煉的裝置圖，現(xiàn)以燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗．

A極的電極反應(yīng)式為

 

，B極應(yīng)與

 

（填“C”或“D”）極相連．
③CO₂的水溶液H₂CO₃是一種二元弱酸，圖丙是某水溶液的pH從0至14的范圍內(nèi)，H₂CO₃，HCO₃^-，CO₃^2-三種成分平衡時的組成百分率（

某成分的物質(zhì)的量

各成分物質(zhì)的量之和

）．向0.1mol?L^-1的氫氧化鈉溶液中通入CO₂至pH=10，此時溶液中各離子濃度由大到小的順序為

 

，當(dāng)pH=12時，向溶液中加入氯化鈣溶液．發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)電源新型電池,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：基本概念與基本理論

分析：①根據(jù)蓋斯定律，由已知熱化學(xué)方程式乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)進行加減，反應(yīng)熱也處于相應(yīng)的系數(shù)進行相應(yīng)的加減，構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式，據(jù)此計算△H；
②原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，所以通入氧氣的一極為正極，通入CO的一極為負(fù)極；
B為正極，粗銅精煉時，粗銅作陽極，與電源的正極相連；
③根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)原理結(jié)合圖象可知，PH=10時，溶液中主要存在Na⁺、HCO₃^-、CO₃^2-、H⁺、OH^-，根據(jù)圖象分析濃度大小，當(dāng)PH=12時，H₂CO₃，HCO₃^-，CO₃^2-三種成分在溶液中僅存在CO₃^2-．

解答： 解：①已知：ⅠC（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ/mol，
ⅡC（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₂=+131.3kJ/mol，
根據(jù)蓋斯定律，Ⅰ-Ⅱ得CO（g）+H₂（g）+O₂（g）=H₂O（g）+CO₂（g），△H=-393.5-131.3=-524.8kJ/mol，
故答案為：-524.8；
②CO具有還原性，在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO₂，所以A極的電極反應(yīng)式為：CO-2e^-+CO₃^2-═2CO₂，
因A為負(fù)極，B為正極，粗銅精煉時，粗銅D作陽極，與電源的正極B相連，
故答案為：CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂；D；
③向0.1mol?L^-1的氫氧化鈉溶液中通入CO₂，可發(fā)生：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O，NaOH+CO₂═NaHCO₃；
pH=10時，溶液中主要存在Na⁺、HCO₃^-、CO₃^2-、H⁺、OH^-，由圖象可以看出，c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），因該溶液呈堿性，所以c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），CO₃^2-存在與堿性環(huán)境中，當(dāng)PH=12時，H₂CO₃，HCO₃^-，CO₃^2-三種成分在溶液中僅存在CO₃^2-，向溶液中加入氯化鈣溶液．發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，
故答案為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓．

點評：本題考查反應(yīng)熱的計算、原電池和電解池原理、電離平衡及學(xué)生的識圖和應(yīng)用的能力，注意蓋斯定律的理解與應(yīng)用，明確圖象中pH與離子的濃度關(guān)系是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．