Question

16．據(jù)《湖南日?qǐng)?bào)》報(bào)道．今年冬天，一旦出現(xiàn)大氣嚴(yán)重污染的天氣，長沙市有可能建議政府機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位根據(jù)實(shí)際情況實(shí)行員工休假或彈性工作作制．大氣中含有的CO、氮氧化物、SO₂、煙塵等污染物是導(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)常用氫氧比鈉溶液來吸收．現(xiàn)有0.4 molCO₂，若用200mL、3 mol/L NaOH溶液將其完全吸收，溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)椋篶（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
（2 ）CO可制作燃料電池．以KOH溶液作電解質(zhì)溶液．向兩極分別充人CO和空氣，工作過程中，負(fù)極反應(yīng)式為CO+4OH^--2e^-=CO₃^2-+2H₂O
（3）工業(yè)上常選擇Fe³⁺或酸性離錳酸鉀溶液來處理SO₂，請(qǐng)寫出Fe和SO₂反應(yīng)的離子方程式2Fe³⁺+SO₂+2H₂ O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；若將一定量的空氣緩慢通人足量的酸性高錳酸鉀溶液中，再滴加足量的Ba（OH）₂溶液后，過濾、洗滌、烘干．稱量沉淀的質(zhì)量，由此算出的空氣中的SO₂，含量結(jié)果偏高（填“偏高”“偏低”或“不影響），理由是高錳酸鉀溶液是用硫酸酸化的，含硫酸根
（4）CO₂在自然界循環(huán)時(shí)可與CaCO₃反應(yīng)，CaCO₃是一種難溶物質(zhì)．其K_sP=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^-4mol/L，則生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小濃度為5.6×10^-5mol/L．
（5）已知在常溫常壓下：
①CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（g）△=-359，8 kJ•mol^-1
②2CO（g）+O（g）═2CO（g）△H=-556kJ•mol^-1
③H₂O（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CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8 kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈉之間反應(yīng)量的關(guān)系：按照1：1反應(yīng)，產(chǎn)物是碳酸氫鈉，按照1：2反應(yīng)，產(chǎn)物是碳酸鈉來分析回答；
（2）堿性條件下CO在負(fù)極放電生成CO₃^2-；
（3）催化劑的特點(diǎn)，恢復(fù)原來狀態(tài)，F(xiàn)e³⁺→Fe²⁺；高錳酸鉀溶液是利用硫酸酸化的，據(jù)此解答即可；
（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(jì)算沉淀時(shí)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(xué)方程式構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式．

解答 解：（1）根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈉之間反應(yīng)量的關(guān)系：按照1：1反應(yīng)，產(chǎn)物是碳酸氫鈉，按照1：2反應(yīng)，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；混合物顯堿性c（OH^-）＞c（H⁺），碳酸根離子水解程度大與碳酸氫根離子的水解程度，所以c（CO₃^2-）＜c（HCO₃^-），即c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故答案為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（2）原電池中，負(fù)極上CO失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成CO₃^2-，所以電極反應(yīng)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(diǎn)，另一個(gè)反應(yīng)一定有Fe³⁺→Fe²⁺，反應(yīng)方程式為 2Fe³⁺+SO₂+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺，由于高錳酸鉀溶液是由硫酸酸化的，故利用氫氧化鋇與吸收過二氧化硫的高錳酸鉀溶液反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的二氧化硫的含量偏高，
故答案為：2Fe³⁺+SO₂+2H₂ O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；偏高；高錳酸鉀溶液是用硫酸酸化的，含硫酸根；
（4）Na₂CO₃溶液的濃度為2×10^-4mol/L，等體積混合后溶液中c（CO₃^2-）=$\frac{1}{2}$×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⁺）=$\frac{2.8×1{0}^{-9}}{1×1{0}^{-4}}$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+$\frac{1}{2}$×②+2×③得CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8 kJ•mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8 kJ•mol^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鹽的水解，溶度積常數(shù)的有關(guān)計(jì)算，熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的計(jì)算應(yīng)用，原電池的應(yīng)用等，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，題目難度中等，注意是對(duì)反應(yīng)原理的應(yīng)用的考查．