Question

運用化學反應原理研究碳的氧化物的性質具有重要意義．
（1）CO₂是一種重要的物質，但其過量排放，可能導致全球氣溫升高．下列措施不能夠有效控制CO₂所導致的溫室效應的是______（填序號）
①大力發(fā)展低碳產(chǎn)業(yè)，提倡低碳生活，依法控制CO₂的過量排放
②禁止濫砍濫伐，植樹造林，恢復生態(tài)
③開發(fā)利用各種新型能源代替煤、石油、天然氣等化石能源
④提倡使用脫硫煤、無鉛汽油等清潔燃料
（2）常溫下，碳酸在水中的電離常數(shù)K_a1=4.2×10^-7，K_a2=5.6×10^-11；次氯酸在水中的電離常數(shù)K_a=4.7×10^-8．寫出84消毒液露置在空氣中發(fā)生反應的離子方程式______．
（3）CO具有還原性，某同學設計圖示裝置（固定裝置及膠管略去）驗證CO氣體能否與Na₂O₂反應．

已知：H₂C₂O₄ CO₂↑+CO↑+H₂O，則實驗選擇的最簡單的裝置接口連接順序為______；若CO能夠與Na₂O₂發(fā)生反應，則預測反應產(chǎn)物為______．
（4）已知C（s）+O₂（g）=CO₂（g），△H=-393.5kJ?mol^-1；CO（g）+O₂（g）=CO₂（g），△H=-283.0kJ?mol^-1，寫出CO₂ 和C（s）反應的熱化學方程式______．以CO為燃料制作燃料電池，電池的正極通入O₂和CO₂，負極通入CO，電解質是熔融碳酸鹽，放電時負極反應式為______．若使用該電池電解飽和食鹽水制取1molNaClO，則理論上需要氧氣的體積為（標準狀況下）______L．

Answer 1

解：（1）①提倡低碳生活，依法控制CO₂的過量排放，可以有效控制二氧化碳的排放；故①正確；
②禁止濫砍濫伐，植樹造林，恢復生態(tài)，進行光合作用吸收二氧化碳放出氧氣；故②正確；
③開發(fā)利用各種新型能源代替煤、石油、天然氣等化石能源，開發(fā)新能源替代化石燃料減少二氧化碳排放；故③正確；
④煤脫硫、無鉛汽油燃燒不能減少二氧化碳的排放；故④錯誤；
故答案為：④；
（2）依據(jù)電離平衡常數(shù)比較碳酸酸性大于次氯酸，第一步電離大于次氯酸，第二步電離小于次氯酸的電離，結合84消毒液成分為次氯酸鈉和二氧化碳反應生成的次氯酸見光分解分析可知；次氯酸鈉和二氧化碳、水反應生成次氯酸和碳酸氫鈉，次氯酸見光分解生成鹽酸和氧氣，反應的離子方程式為：ClO^-+CO₂+H₂O=HClO+HCO₃^-；2HClO=2H⁺+2Cl^-+O₂↑；
故答案為：ClO^-+CO₂+H₂O=HClO+HCO₃^-；2HClO=2H⁺+2Cl^-+O₂↑；
（3）依據(jù)反應生成產(chǎn)物結合試驗目是驗證CO氣體能否與Na₂O₂反應的分析，通入過氧化鈉前需要除去二氧化碳、水；所以依據(jù)題干圖裝置可知，先除去二氧化碳，再用濃硫酸干燥，導氣管的連接順序為：abcf；依據(jù)二氧化碳和過氧化鈉的反應類推分析得到生成產(chǎn)物為碳酸鈉；
故答案為：abcf；Na₂CO₃；
（4）已知①C（s）+O₂（g）=CO₂（g），△H=-393.5kJ?mol^-1；②CO（g）+O₂（g）=CO₂（g），△H=-283.0kJ?mol^-1，依據(jù)蓋斯定律計算，①-②×2得到CO₂ 和C（s）反應的熱化學方程式為：CO₂（g）+C（s）=2CO（g）△H=+172.5 kJ?mol^-1；以CO為燃料制作燃料電池，電池的正極通入O₂和CO₂，負極通入CO，電解質是熔融碳酸鹽，依據(jù)原電池反應原理可知負極是一氧化碳失電子發(fā)生氧化反應生成二氧化碳的過程，根據(jù)電解質環(huán)境是熔融碳酸鹽和電子守恒得到負極電極反應為：CO+CO₃^2-→2CO₂+2e^-；
使用該電池電解飽和食鹽水制取1molNaClO，結合電解反應化學方程式計算，2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；Cl₂+2NaOH=NaClO+NaCl+H₂O；得到NaCl+H₂ONaClO+H₂↑依據(jù)電子守恒得到：O₂～4e-～2NaClO，則理論上需要氧氣物質的量為0.5mol，氧氣的體積為（標準狀況下） 11.2L；
故答案為：CO₂（g）+C（s）=2CO（g）△H=+172.5kJ?mol^-1；CO+CO₃^2-→2CO₂+2e^-；11.2；
分析：（1）①提倡低碳生活，依法控制CO₂的過量排放，可以有效控制二氧化碳的排放；
②植樹造林，進行光合作用吸收二氧化碳放出氧氣；
③開發(fā)新能源替代化石燃料減少二氧化碳排放；
④煤脫硫后燃燒不能減少二氧化碳的排放；
（2）依據(jù)電離平衡常數(shù)比較碳酸酸性大于次氯酸，第一步電離大于次氯酸，第二步電離小于次氯酸的電離，結合84消毒液成分為次氯酸鈉和二氧化碳反應生成的次氯酸見光分解分析；
依據(jù)反應生成產(chǎn)物結合試驗目是驗證CO氣體能否與Na₂O₂反應的分析，通入過氧化鈉前需要除去二氧化碳、水；依據(jù)二氧化碳和過氧化鈉的反應類推分析得到生成產(chǎn)物為碳酸鈉；
（4）依據(jù)熱化學方程式結合蓋斯定律計算得到；依據(jù)熱量電池是燃料做原電池的負極失電子發(fā)生氧化反應，氧氣做正極得到電子發(fā)生還原反應；依據(jù)電子守恒計算需要的氧氣
點評：本題考查了物質性質實驗的方案設計，熱化學方程式，原電池原理的應用，電解計算，電離平衡常數(shù)的表方法，化學方程式的電子守恒的計算應用，題目難度中等．