Question

大气含有的CO、氮氧化物、SO₂、烟尘等污染是导致雾霾天气的原因之一，化学反应原理是减少和控制雾霾天气的理论依据．
（1）CO₂经常用氢氧化钠来吸收，现有0.4molCO₂，若用200ml 3mol/LNaOH溶液将其完全吸收，溶液中的溶质及物质的量为

 

．
（2）CO可制做燃料电池，以KOH溶液作电解质，向两极分别充入CO和空气，工作过程中，负极反应方程式为：

 

．
（3）利用Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用，常温下将SO₂转化为SO₄^2-，从而实现对SO₂的处理（总反应为2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄）．已知，含SO₂的废气通入含Fe²⁺、Fe³⁺的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe²⁺+O₂+4H⁺=4Fe³⁺+2H₂O，则另一反应的离子方程为

 

；
（4）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10^-9．CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^-4mo1/L，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为

 

．
（5）已知在常温常压下：①CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（g）△H=-359.8kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）?△H=-556.0kJ?mol^-1
③H₂O（g）=H₂O（l）?△H=-44.0kJ?mol^-1
写出体现甲醇燃烧热的热化学方程式

 

．

Answer 1

考点：二氧化硫的污染及治理,离子方程式的书写,物质的量的相关计算,用盖斯定律进行有关反应热的计算,原电池和电解池的工作原理,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：

分析：（1）根据二氧化碳和氢氧化钠之间反应量的关系：按照1：1反应，产物是碳酸氢钠，按照1：2反应，产物是碳酸钠来分析回答；
（2）碱性条件下CO在负极放电生成CO₃^2-；
（3）催化剂的特点，恢复原来状态，Fe³⁺→Fe²⁺；
（4）Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^-4mol/L，等体积混合后溶液中c（CO₃^2-）=1×10^-4mol/L，根据Ksp=c（CO₃^2-）?c（Ca²⁺）计算沉淀时混合溶液中c（Ca²⁺），原溶液CaCl₂溶液的最小浓度为混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍；
（5）根据盖斯定律，由已知热化学方程式构造目标热化学方程式．

解答： 解：（1）根据二氧化碳和氢氧化钠之间反应量的关系：按照1：1反应，产物是碳酸氢钠，按照1：2反应，产物是碳酸钠，0.4molCO₂和200mL 3mol/L NaOH溶液混合，二者的物质的量之比是2：3，所的溶液是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，则设生成碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量分别为xmol和ymol，根据Na、C守恒得：

2x+y=0.6 x+y=0.4

，解得x=y=0.2mol；故答案为：0.2molNa₂CO₃与0.2molNaHCO₃；
（2）原电池中，负极上CO失电子和氢氧根离子反应生成CO₃^2-，所以电极反应式为：CO+4OH^--2e^-=CO₃^2-+2H₂O，
故答案为：CO+4OH^--2e^-=CO₃^2-+2H₂O；
（3）根据催化剂的特点，另一个反应一定有Fe³⁺→Fe²⁺，反应方程式为 2Fe³⁺+SO₂+2H₂O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
故答案为：2Fe³⁺+SO₂+2H₂ O═2Fe²⁺+SO₄^2-+4H⁺；
（4）Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^-4mol/L，等体积混合后溶液中c（CO₃^2-）=

1

2

×2×10^-4mol/L=1×10^-4mol/L，根据Ksp=c（CO₃^2-）?c（Ca²⁺）=2.8×10^-9可知，c（Ca²⁺）=

2.8×10 -9

1×10 -4

mol/L=2.8×10^-5mol/L，原溶液CaCl₂溶液的最小浓度为混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍，故原溶液CaCl₂溶液的最小浓度为2×2.8×10^-5mol/L=5.6×10^-5mol/L；
故答案为：5.6×10^-5mol/L；
（5）已知：①CH₃OH（l）+O₂（g）═CO（g）+2H₂O（g）；△H=-359.8kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H=-556.0kJ?mol^-1
③H₂O（g）═H₂O（l）；△H=-44.0kJ?mol^-1
根据盖斯定律：①+

1

2

×②+2×③得CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8 kJ?mol^-1；
故答案为：CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8 kJ?mol^-1．

点评：本题考查了盐的水解，溶度积常数的有关计算，热化学方程式和盖斯定律的计算应用，原电池的应用等，涉及的知识点较多，题目难度中等，注意是对反应原理的应用的考查．