Question

12．研究和深度開發CO、CO₂的應用對構建生態文明社會具有重要的意義．
①CO可用于煉鐵，已知：Fe₂O₃（s）+3C（s）=2Fe（s）+3CO（g）△H₁=+489.0kJ•mol^-1，
C（s）+CO₂（g）=2CO（g）△H₂=+172.5kJ•mol^-1，則CO還原Fe₂O₃（s）的熱化學方程式為Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-28.5 kJ•mol^-1．
②CO與O₂設計成燃料電池（以KOH溶液為電解液）．該電池的負極反應式為CO+4OH^--2e^-=CO₃^2-+2H₂O．
③測量汽車尾氣中的CO濃度常用電化學氣敏傳感器，可用圖簡單表示，則陽極發生的電極反應為CO+H₂O-2e^-═CO₂+2H⁺．

Answer 1

分析 ①依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式，①-②×3得到所需熱化學方程式；
②CO-O₂燃料電池（以KOH溶液為電解液），依據原電池原理，負極失電子發生氧化反應，燃料在負極失電子發生氧化反應；
③依據電解原理分析，陽極是失電子發生氧化反應的物質，結合圖示可知是一氧化碳失電子生成二氧化碳．

解答 解：①由①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H₁=+489.0kJ•mol^-1
②C（石墨）+CO₂（g）=2CO（g）△H₂=+172.5kJ•mol^-1
依據蓋斯定律①-②×3得到熱化學方程式為：Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-28.5 kJ•mol^-1，
故答案為：Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-28.5 kJ•mol^-1；
②CO-O₂燃料電池（以KOH溶液為電解液），一氧化碳在負極失電子發生氧化反應生成二氧化碳在溶液中生成碳酸鉀，原電池負極電極反應為：CO+4OH^--2e^-=CO₃^2-+2H₂O，
故答案為：CO+4OH^--2e^-=CO₃^2-+2H₂O；
③陽極是失電子發生氧化反應的物質，結合圖示可知是一氧化碳失電子生成二氧化碳同時生成氫離子，電極反應為：CO+H₂O-2e^-=CO₂+2H⁺，
故答案為：CO+H₂O-2e^-═CO₂+2H⁺．

點評 本題考查了熱化學方程式書寫、原電池、電解池工作原理，題目難度中等，注意掌握蓋斯定律的內容及應用方法，明確原電池和電解池工作原理，試題有利于提高學生的分析能力及靈活應用能力．