Question

16．目前，“低碳經(jīng)濟(jì)”備受關(guān)注，CO₂的產(chǎn)生及有效開發(fā)利用成為科學(xué)家研究的重要課題．
（1）向濃CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂，可以制得納米級碳酸鈣（離子直徑在1～10nm之間）．
①向濃CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂氣體制納米級碳酸鈣時(shí)，應(yīng)先通入NH₃，后通入CO₂．
制備納米級碳酸鈣的離子方程式是Ca ²⁺+CO₂+2NH₃+H₂O═CaCO₃↓+2NH₄⁺．
②判斷產(chǎn)品中是否含有納米級碳酸鈣的實(shí)驗(yàn)方法是丁達(dá)爾效應(yīng)．
（2）已知CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（1）+H₂O（1）△H＜0，該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行（填“能”或“不能”）
若其他條件不變，實(shí)驗(yàn)測得平衡常數(shù)：K（T₁）＞K（T₂），則T₁＜T₂（填“＜”“＞”或“=”）
（3）如題圖所示，其中甲池的總反應(yīng)式為2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O．
①其中乙丙池是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置；
②甲池通入CH₃ OH的電級反應(yīng)式為CH₃OH-6e^-+2H₂O+8OH^-=CO₃^2-+8H₂O；
③若甲池中消耗280mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）O₂，此時(shí)丙地池中理論上最多產(chǎn)生1.45g固體．

Answer 1

分析 （1）①二氧化碳、氨氣和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣膠體與氯化銨；
②鑒別膠體的常用方法為丁達(dá)爾效應(yīng)；
（2）依據(jù)反應(yīng)特征和反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)△H-T△S＜0分析，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減��；
（3）①根據(jù)燃料電池和電解池中的能量轉(zhuǎn)換知識來回答，甲池中甲醇燃料電池為原電池，乙和丙池為電解池；
②在燃料電池中，負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
③根據(jù)串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子相等結(jié)合電子守恒知識來回答．

解答 解：（1）①濃CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂，可以制得納米級碳酸鈣，離子反應(yīng)方程式為Ca ²⁺+CO₂+2NH₃+H₂O═CaCO₃↓+2NH₄⁺，
故答案為：Ca ²⁺+CO₂+2NH₃+H₂O═CaCO₃↓+2NH₄⁺；
②納米級碳酸鈣具有膠體的性質(zhì)，而鑒別膠體的常用方法為丁達(dá)爾效應(yīng)，所以要判斷產(chǎn)品中是否含有納米級碳酸鈣的簡單實(shí)驗(yàn)方法為丁達(dá)爾效應(yīng)，
（2）CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（1）+H₂O（1）△H＜0，△S＜0，滿足△H-T△S＜0，在低溫下反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，若其他條件不變，實(shí)驗(yàn)測得平衡常數(shù)：K（T₁）＞K（T₂），反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減��；所以T₁＜T₂；
故答案為：能，＜；
（3）①分析裝置圖可知，甲池是燃料電池，是化學(xué)能能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，乙、丙池是電解池，是將電能能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置；
故答案為：乙丙；
②在燃料電池中，負(fù)極是甲醇發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，在堿性電解質(zhì)下的電極反應(yīng)為：CH₃OH-6e^-+2H₂O+8OH^-=CO₃^2-+8H₂O；
故答案為：CH₃OH-6e^-+2H₂O+8OH^-=CO₃^2-+8H₂O；
③甲池中根據(jù)電極反應(yīng)：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，所以消耗280mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.0125mol）O₂，則轉(zhuǎn)移電子0.05mol，根據(jù)丙裝置中，在陰極上是氫離子放電，減小的氫離子是0.025mol，所以鎂離子和氫氧根離子之間反應(yīng)生成氫氧化鎂，理論上最多產(chǎn)生氫氧化鎂質(zhì)量應(yīng)該是0.125×2mol×58g/mol=1.45g固體；
故答案為：1.45．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生原電池和電解池的工作原理知識，屬于綜合知識的考查，注意平時(shí)知識的積累是解題的關(guān)鍵，難度中等．