Question

16．目前，“低碳經濟”備受關注，CO₂的產生及有效開發(fā)利用成為科學家研究的重要課題．
（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，應先通入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判斷產品中是否含有納米級碳酸鈣的實驗方法是丁達爾效應．
（2）已知CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（1）+H₂O（1）△H＜0，該反應在低溫下能自發(fā)進行（填“能”或“不能”）
若其他條件不變，實驗測得平衡常數：K（T₁）＞K（T₂），則T₁＜T₂（填“＜”“＞”或“=”）
（3）如題圖所示，其中甲池的總反應式為2CH₃OH+3O₂+4KOH═2K₂CO₃+6H₂O．
①其中乙丙池是電能轉化為化學能的裝置；
②甲池通入CH₃ OH的電級反應式為CH₃OH-6e^-+2H₂O+8OH^-=CO₃^2-+8H₂O；
③若甲池中消耗280mL（標準狀況下）O₂，此時丙地池中理論上最多產生1.45g固體．

Answer 1

分析 （1）①二氧化碳、氨氣和氯化鈣反應生成碳酸鈣膠體與氯化銨；
②鑒別膠體的常用方法為丁達爾效應；
（2）依據反應特征和反應自發(fā)進行的判斷依據△H-T△S＜0分析，反應是放熱反應，升溫平衡逆向進行，平衡常數減�。�
（3）①根據燃料電池和電解池中的能量轉換知識來回答，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，負極發(fā)生失電子的氧化反應；
③根據串聯電路中轉移電子相等結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，而鑒別膠體的常用方法為丁達爾效應，所以要判斷產品中是否含有納米級碳酸鈣的簡單實驗方法為丁達爾效應，
（2）CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（1）+H₂O（1）△H＜0，△S＜0，滿足△H-T△S＜0，在低溫下反應能自發(fā)進行，若其他條件不變，實驗測得平衡常數：K（T₁）＞K（T₂），反應是放熱反應，升溫平衡逆向進行，平衡常數減��；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，是化學能能轉化為電能的裝置，乙、丙池是電解池，是將電能能轉化為化學能的裝置；
故答案為：乙丙；
②在燃料電池中，負極是甲醇發(fā)生失電子的氧化反應，在堿性電解質下的電極反應為：CH₃OH-6e^-+2H₂O+8OH^-=CO₃^2-+8H₂O；
故答案為：CH₃OH-6e^-+2H₂O+8OH^-=CO₃^2-+8H₂O；
③甲池中根據電極反應：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，所以消耗280mL（標準狀況下0.0125mol）O₂，則轉移電子0.05mol，根據丙裝置中，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生成氫氧化鎂，理論上最多產生氫氧化鎂質量應該是0.125×2mol×58g/mol=1.45g固體；
故答案為：1.45．

點評 本題考查學生原電池和電解池的工作原理知識，屬于綜合知識的考查，注意平時知識的積累是解題的關鍵，難度中等．