Question

【题目】（1）已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热分别为285.8 kJ·mol-1、283.0kJ·mol-1和726.5 kJ·mol-1。请写出甲醇(CH3OH)不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式 。

（2）下图为EFC剑桥法用固体二氧化钛(TiO2)生产海绵钛的装置示意图，其原理是在较低的阴极电位下，TiO2(阴极)中的氧解离进入熔盐，阴极最后只剩下纯钛。阴极的电极反应式为__________，石墨电极的质量是否发生变化 ___________ (填“是”或“否”)。

（3）常温下甲酸K=1×10-4。20.00mL0.1000mol·L-1NaOH溶液与一定量等物质的量浓度甲酸溶液混合后所得溶液中c(HCOOH)=c(HCOO-)，该溶液c(H+)=________mol·L-1，所用甲酸的体积 ____40.00mL(填“＞”、“＜”或“＝”)，溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________。

（4）已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10，若向50.00 mL0.009 mol·L-1 Ba(NO3)2溶液中加入50.00 mL 0.010mol·L-1稀硫酸，混合后溶液中c(Ba2+)=_________ mol·L-1，pH=____________。

Answer 1

【答案】（1）CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=-443.5kJ/mol

（2）TiO2 + 4e－→Ti + 2O2－ 是

（3）1×10-4，>, ，c(HCOO-)> c(Na+)> c(H+)> c(OH-)

（4）2.2×10-7，3

【解析】

试题分析：（1）由H2(g)、CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热△H分别为-285.8 kJ·mol-1、-283.0kJmol-1和-726.5kJmol-1，则①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJmol-1；②CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=-283.0kJmol-1；③CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-726.5kJmol-1，由盖斯定律可知用③-②得反应CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l），该反应的反应热△H=-726.5kJmol-1-（-283.0kJmol-1）=-443.5kJmol-1，所以CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=-443.5kJ/mol。

（2）电解池的阴极发生得电子的还原反应，是二氧化钛电极本身得电子的过程，阴极的电极反应式为TiO2 + 4e－→Ti + 2O2－；石墨电极会和阳极上产生的氧气之间发生反应，导致气体一氧化碳、二氧化碳的出现，所以电解本身会消耗，质量减轻。

（3）根据HCOOHHCOO-+H＋，Ka=c(HCOO-)×c(H＋)÷c(HCOOH)= 1×10-4，因为c(HCOOH)=c(HCOO-)，则c(H＋)= 1×10-4mol/L；若20.00mL0.1000mol·L-1NaOH溶液与等物质的量浓度、40.00mL甲酸溶液混合，混合后为等物质量浓度的甲酸和甲酸钠，该溶液呈酸性，甲酸的电离程度大于甲酸钠的水解程度，实际上，溶液中c(HCOOH)=c(HCOO-)，所以所用甲酸的体积>40.00mL，溶液呈酸性，则溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(HCOO-)> c(Na+)> c(H+)> c(OH-)。

（4）50.00 mL0.009 mol·L-1 Ba(NO3)2的物质的量为0.00045mol，50.00 mL 0.010mol·L-1稀硫酸的物质的量为0.0005mol，根据化学反应Ba(NO3)2+H2SO4=BaSO4↓+2HNO3，混合后剩余硫酸的物质的量为0.00005mol，浓度为0.0005mol/L，Ksp(BaSO4)=1.1×10-10=c(Ba2＋)×c(SO42-)，混合后溶液中c(Ba2+)=2.2×10-7mol·L-1，混合物溶液中c(H＋)=0.001mol/L，pH=3