Question

(10分)

（1）以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O2和CO2，負極通入丙烷，電解質是熔融碳酸鹽。電池反應正極電極反應式為_______；放電時，CO32-移向電池的______(填“正”或“負”)極。

（2）碳氫化合物完全燃燒生成CO2和H2O。常溫常壓下，空氣中的CO2溶于水，達到平衡時，溶液的pH＝5.60，c(H2CO3)＝1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的電離及H2CO3的第二級電離，則H2CO3 HCO3-+H+的平衡常數(shù)K1＝_____________。（已知：10-5.60＝2.5×10-6）

（3）常溫下，0.1 mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8，則溶液c(H2CO3)______c(CO32-)(填“＞”、“＝”或“＜”)，原因是__________（用離子方程式和必要的文字說明）。

 

Answer 1

（1） O2+4e-+2CO2=2CO32-;負；（2）4.2×10-7 mol·L-1；

（3） ＞ ；HCO3- +H2O CO32-+H3O+ (或 HCO3- CO32-+H+)；

HCO3-+H2O H2CO3 +OH- 、HCO3-的水解程度大于電離程度

【解析】

試題分析：（1）在該燃料電池中，正極上是O2得到電子與CO2結合形成CO32-，電極反應式是：O2+4e-+2CO2 =2CO32-電池放電時，根據(jù)同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引的原則，CO32-移向正電荷較多的電池的負極；

（2）H2CO3 HCO3-+H+的平衡常數(shù)K1＝；

（3）在常溫下，在NaHCO3溶液中存在HCO3-的電離作用HCO3- CO32-+H+和HCO3-的水解作用HCO3-+H2O H2CO3 +OH-，電離使溶液顯酸性，水解使溶液顯堿性，由于0.1mol/L的NaHCO3溶液pH大于8，說明其水解作用大于電離作用，則溶液c(H2CO3)> c(CO32-)。

考點：考查燃料電池的各種原理、電離平衡常數(shù)的應用及鹽的水解和電離的應用的知識。