Question

（1）以CO₂為碳源制取低碳有機(jī)物一直是化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，CO₂加氫制取低碳醇的反應(yīng)如下：
反應(yīng)Ⅰ：CO₂（g）+3H₂（g）=CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mol
反應(yīng)Ⅱ：2CO₂（g）+6H₂（g）=CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）△H=-173.6kJ/mol
寫(xiě)出由CH₃OH（g）合成CH₃CH₂OH（g）的反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

．
（2）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是鐵的一種重要化合物，具有極強(qiáng)的氧化性
①電解法是工業(yè)上制備K₂FeO₄的一種方法．以鐵為陽(yáng)極電解氫氧化鈉溶液，然后在陽(yáng)極溶液中加入KOH．電解時(shí)陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)生成FeO₄^2-，該電極反應(yīng)式為

 

．
②與MnO₂-Zn電池類(lèi)似，K₂FeO₄-Zn也可以組成堿性電池，K₂FeO₄在電池中作正極材料，其電極反應(yīng)式為FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe（OH）₃+5OH^-，則該電池總反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（3）a mol FeS與b mol FeO投入到VL、c mol/L的硝酸溶液中充分反應(yīng)產(chǎn)生NO氣體，所得澄清溶液成分可看作是Fe（NO₃）₃、H₂SO₄的混合液，則反應(yīng)中未被還原的硝酸可能為

 

．
①（a+b）×63g；  ②（a+b）×189g；  ③（a+b）mol； ④VC-

9a+b

3

mol．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算,電解原理

專(zhuān)題：計(jì)算題,化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到；
（2）①電解時(shí)陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)生成FeO₄^2-，依據(jù)化合價(jià)的變化和電荷守恒書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)；
②原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極電極反應(yīng)式為：①FeO₄^2-+3eˉ+4H₂O→Fe（OH）₃+5OHˉ；負(fù)極電極反應(yīng)為：②Zn-2e^-+2OH^-=Zn（OH）₂；依據(jù)電極反應(yīng)的電子守恒，①×2+②×3合并得到電池反應(yīng)為：3Zn+2FeO₄^2-+8H₂O=3Zn（OH）₂+2Fe（OH）₃+4OHˉ；
（3）分情況討論：
1）當(dāng)硝酸恰好反應(yīng)時(shí)，生成硝酸鐵的硝酸就是未被還原的硝酸，根據(jù)鐵離子的物質(zhì)的量計(jì)算未被還原的硝酸的物質(zhì)的量即可．
2）當(dāng)硝酸過(guò)量時(shí)，除去生成一氧化氮的硝酸就是未被還原的硝酸，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒計(jì)算被還原的硝酸，硝酸總量-被還原的硝酸=未被還原的硝酸．

解答： 解：（1）已知：反應(yīng)I：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0 kJ?mol^-1
反應(yīng)II：2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）△H=-173.6kJ?mol^-1
根據(jù)蓋斯定律Ⅱ-I×2得：2CH₃OH（g）=CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）；△H=-75.6 kJ?mol^-1；
故答案為：2CH₃OH（g）=CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）△H=-75.6 kJ?mol^-1；
（2）①陽(yáng)極是鐵失電子在堿性溶液中發(fā)生氧化反應(yīng)生成FeO₄^2-；電極反應(yīng)為：Fe+8OHˉ-6eˉ=FeO₄^2-+4H₂O；
故答案為：Fe+8OHˉ-6eˉ=FeO₄^2-+4H₂O；
②原電池的負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極電極反應(yīng)式為：①FeO₄^2-+3eˉ+4H₂O→Fe（OH）₃+5OHˉ；負(fù)極電極反應(yīng)為：②Zn-2e^-+2OH^-=Zn（OH）₂；依據(jù)電極反應(yīng)的電子守恒，①×2+②×3合并得到電池反應(yīng)為：3Zn+2FeO₄^2-+8H₂O=3Zn（OH）₂+2Fe（OH）₃+4OHˉ；
故答案為：3Zn+2FeO₄^2-+8H₂O=2Fe（OH）₃+3Zn（OH）₂+4OH^-；
（3）分情況討論：
1）當(dāng)硝酸恰好反應(yīng)時(shí)，amolFeS與bmolFeO被氧化生成Fe（NO₃）₃，根據(jù)鐵原子守恒找出鐵原子和硝酸的關(guān)系式：
amolFeS+bmolFeO→（amol+bmol）Fe→（amol+bmol）Fe（NO₃）₃→3（amol+bmol）HNO₃，所以未被還原的硝酸的質(zhì)量=3（amol+bmol）×63g/mol=（a+b）×189g，故②正確．
2）當(dāng)硝酸過(guò)量時(shí)，amolFeS與bmolFeO生成Fe（NO₃）₃和H₂SO₄失去的電子數(shù)=amol[（3-2）+（6-（-2））]+bmol（3-2）=（9a+b）mol，氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等，所以硝酸得到（9a+b）mol電子生成一氧化氮，一個(gè)硝酸分子得到3個(gè)電子生成NO，所以被還原的硝酸的物質(zhì)的量=

9a+b

3

mol，未被還原的硝酸的物質(zhì)的量=（Vc-

9a+b

3

）mol，故④正確．
故選②④．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生閱讀題目獲取信息的能力、電解原理的應(yīng)用，原電池的工作原理的應(yīng)用，電極反應(yīng)，電極產(chǎn)物的判斷等，難度中等，要求學(xué)生要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和靈活運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力，注意基礎(chǔ)知識(shí)的全面掌握．