Question

CO₂，CH₄是常見的溫室氣體，CO，SO₂，NO_x是常見的污染性氣體．
①已知：C（s）+O₂（g）═CO₂（g），△H₁═-393.5kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H₂═-483.6kJ?mol^-1
C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g），△H₃═+131.3kJ?mol-1
則反應CO（g）+H₂（g）+O₂（g）═H₂O（g）+CO₂（g）的△H═

 

kJ?mol^-1
②如圖甲是一種新型燃料電池，它以CO為燃料，一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃熔融混合物為電解質，圖乙是粗銅精煉的裝置圖，現以燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗．

A極的電極反應式為

 

，B極應與

 

（填“C”或“D”）極相連．
③CO₂的水溶液H₂CO₃是一種二元弱酸，圖丙是某水溶液的pH從0至14的范圍內，H₂CO₃，HCO₃^-，CO₃^2-三種成分平衡時的組成百分率（

某成分的物質的量

各成分物質的量之和

）．向0.1mol?L^-1的氫氧化鈉溶液中通入CO₂至pH=10，此時溶液中各離子濃度由大到小的順序為

 

，當pH=12時，向溶液中加入氯化鈣溶液．發生反應的離子方程式是

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學電源新型電池,弱電解質在水溶液中的電離平衡

專題：基本概念與基本理論

分析：①根據蓋斯定律，由已知熱化學方程式乘以適當的系數進行加減，反應熱也處于相應的系數進行相應的加減，構造目標熱化學方程式，據此計算△H；
②原電池負極發生氧化反應，正極發生還原反應，所以通入氧氣的一極為正極，通入CO的一極為負極；
B為正極，粗銅精煉時，粗銅作陽極，與電源的正極相連；
③根據二氧化碳和氫氧化鈉反應原理結合圖象可知，PH=10時，溶液中主要存在Na⁺、HCO₃^-、CO₃^2-、H⁺、OH^-，根據圖象分析濃度大小，當PH=12時，H₂CO₃，HCO₃^-，CO₃^2-三種成分在溶液中僅存在CO₃^2-．

解答： 解：①已知：ⅠC（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ/mol，
ⅡC（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₂=+131.3kJ/mol，
根據蓋斯定律，Ⅰ-Ⅱ得CO（g）+H₂（g）+O₂（g）=H₂O（g）+CO₂（g），△H=-393.5-131.3=-524.8kJ/mol，
故答案為：-524.8；
②CO具有還原性，在負極上發生氧化反應生成CO₂，所以A極的電極反應式為：CO-2e^-+CO₃^2-═2CO₂，
因A為負極，B為正極，粗銅精煉時，粗銅D作陽極，與電源的正極B相連，
故答案為：CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂；D；
③向0.1mol?L^-1的氫氧化鈉溶液中通入CO₂，可發生：2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O，NaOH+CO₂═NaHCO₃；
pH=10時，溶液中主要存在Na⁺、HCO₃^-、CO₃^2-、H⁺、OH^-，由圖象可以看出，c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），因該溶液呈堿性，所以c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），CO₃^2-存在與堿性環境中，當PH=12時，H₂CO₃，HCO₃^-，CO₃^2-三種成分在溶液中僅存在CO₃^2-，向溶液中加入氯化鈣溶液．發生反應的離子方程式是：Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓，
故答案為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；Ca²⁺+CO₃^2-=CaCO₃↓．

點評：本題考查反應熱的計算、原電池和電解池原理、電離平衡及學生的識圖和應用的能力，注意蓋斯定律的理解與應用，明確圖象中pH與離子的濃度關系是解答本題的關鍵，題目難度中等．