Question

Ⅰ．已知在常溫常壓下：
① 2CH₃OH(l)十3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g) △H= －1275.6 kJ·mol^—1
② H₂O(l)=H₂O(g)   △H="+" 44.0 kJ.mo^—1
寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式                                                        。
Ⅱ．磷酸（H₃PO₄）在水溶液中各種存在形式物質(zhì)的量分數(shù)δ隨pH的變化曲線如下圖：

（1）在Na₃PO₄溶液中，c（Na^＋）／c（PO₄^3－）      3（填“＞”“＝”“＜”），向Na₃PO₄溶液中滴入稀鹽酸后 ，pH從10降低到5的過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為                                。
（2）從圖中推斷NaH₂PO₄溶液中各種微粒濃度大小關(guān)系正確的是          。（填選項字母）
A、C（Na⁺）＞ C（H₂PO₄ ^-）＞  C（H⁺）＞  C（HPO₄ ^2-）＞ C（H₃PO₄ ）
B、C（Na⁺）＞ C（H₂PO₄ ^-）＞  C（OH^-）＞  C（ H₃PO₄）＞ C（HPO₄ ^2- ）
C、C(H⁺)+ C(Na⁺)＝C(OH^-)+C(H₂PO₄^－)+2C(HPO₄^2－)＋3C(PO₄^3－)＋C（H₃PO₄ ） 
D、C(Na⁺)＝C(H₂PO₄^－)+C(HPO₄^2－)＋C(PO₄^3－)＋C（H₃PO₄ ） 
（3）假設(shè)25℃條件下測得0.1 mol·L^–1的Na₃PO₄溶液的pH＝12 ，近似計算出Na₃PO₄的第一步水解的水解常數(shù)Kh（寫出計算過程，忽略Na₃PO₄的第二、第三步水解，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。
Ⅲ．化學(xué)在環(huán)境保護中起著十分重要的作用，電化學(xué)降解法可用于治理酸性水中的硝酸鹽污染。電化學(xué)降解NO₃^－的原理如圖所示。電源正極為       （填A(yù)或B），陰極反應(yīng)式為                               。

Answer 1

Ⅰ．CH₃OH(g)+3/2 O₂(g)= CO₂(g)+2H₂O(l) △H=-725.8kJ/mol （2分）
Ⅱ．（1）＞        HPO₄ ^2- +  H⁺= H₂PO₄ ^-    （每空2分，共4分）
（2）AD（2分）
（3）            PO₄^3－  +  H₂O   HPO₄ ^2- +  OH^-   （1分）
起始濃度（mol·L^–1）： 0.1                0      0
變化濃度（mol·L^–1）： 0.01               0.01     0.01 
平衡濃度（mol·L^–1）： 0.09               0.01     0.01   (1分)
Kh =C (HPO₄ ^2-)× C（OH^-）/  C( PO₄^3－ )=0.01 × 0.01 / 0.09 = 1.1 × 10 ^-3 mol·L^–1
Ⅲ． A       2NO₃^-+10e^-+12H⁺=6H₂O +N₂↑   （每空2分，共4分）

試題分析：Ⅰ．根據(jù)已知方程式和蓋斯定律，甲醇燃燒的化學(xué)方程式為可由（①—②×4）÷2而得，因此表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：CH₃OH(g)+3/2 O₂(g)= CO₂(g)+2H₂O(l) △H=-725.8kJ/mol。
Ⅱ．（1）Na₃PO₄溶液中，PO₄^3－ 發(fā)生水解，因此c（Na^＋）／c（PO₄^3－）>3，從磷酸（H₃PO₄）在水溶液中各種存在形式物質(zhì)的量分數(shù)δ隨pH的變化曲線圖可以看出，在pH從10降低到5的過程中，主要是HPO₄ ^2- 的含量在逐漸減小為0，而H₂PO₄ ^– 的含量在逐漸增大，因此發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為HPO₄ ^2- +  H⁺= H₂PO₄ ^- 。
（2）從圖中可以看出，H₂PO₄ ^– 離子在酸性條件下才能大量存在，因此說明H₂PO₄ ^– 的電離大于水解，因此NaH₂PO₄溶液中有C（HPO₄ ^2-）＞ C（H₃PO₄ ），又水電離出的一部分H⁺ ，因此離子濃度大小順序有C（Na⁺）＞ C（H₂PO₄ ^-）＞  C（H⁺）＞  C（HPO₄ ^2-）＞ C（H₃PO₄ ），因此A正確；由于H₂PO₄ ^– 發(fā)生水解和電離后，溶液中含P的微粒有H₂PO₄^－、HPO₄^2－ 、PO₄^3－、H₃PO₄ 4種，因此電荷守恒式C錯誤；物料守恒式D正確。故選AD。
（3）根據(jù)溶液水解后的PH=12，可以計算水解產(chǎn)生的c(OH^-）=0.01mol/L ，列成三段式有：
PO₄^3－  +  H₂O   HPO₄ ^2- +  OH^-   
起始濃度（mol·L^–1）： 0.1                0      0
變化濃度（mol·L^–1）： 0.01               0.01     0.01 
平衡濃度（mol·L^–1）： 0.09               0.01     0.01 
Kh =C (HPO₄ ^2-)× C（OH^-）/  C( PO₄^3－ )=  0.01 × 0.01 / 0.09 = 1.1 × 10 ^-3 mol·L^–1
Ⅲ．從原理示意圖中可以看出，該裝置是一個電解池裝置，要降解的硝酸鹽變成了N2，因此在圖中的右側(cè)發(fā)生了還原反應(yīng)，該極為陰極，電源的A極則是正極。陰極反應(yīng)的方程式為：2NO₃^-+10e^-+12H⁺=6H₂O +N₂↑。