Question

【题目】铁元素及其化合物与人类的生产生活息息相关，试回答下列问题:

（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相关热化学方程式如下：

6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H=-76.0kJ/mol，

C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=113.4kJ/mol；

写出FeO(s)和H2O(g)生成Fe3O4(s)和H2(g)的热化学方程式:___________。

（2）以H2、O2、熔融Na2CO3组成燃料电池，采用电解法制备Fe(OH)2，装置如图所示，其中P端通入CO2.

①石墨II电极的名称是______(填“正极”或“负极”)；

石墨I电极上的电极反应式为__________。

②Y电极的电极材料是_________；X电极的电极反应式为_________。

通电一段时间后，若右侧玻璃管中产生1molFe(OH)2白色沉淀，理论上P端通入的CO2在标准状况下的体积至少为_____L。

Answer 1

【答案】 3FeO(s)＋H2O(g)＝ Fe3O4(s)＋ H2(g) ΔH＝18.7 kJ·mol一1 正极 H2－2e－＋CO＝CO2＋H2O Fe或铁 2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－ 22.4

【解析】(1)6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H=-76.0kJ/mol，C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=113.4kJ/mol；两热化学方程式相加除以2得：3FeO（s）+H2O（g）=Fe3O4（s）+H2（g）△H=（-76.0kJ·mol－1+113.4kJ·mol－1）÷2=+18.7kJ·mol－1，热化学方程式：3FeO(s)＋H2O(g)＝ Fe3O4(s)＋ H2(g) ΔH＝18.7 kJ·mol一1 ；（2）①石墨II电极上氧气得电子，是原电池的正极；石墨电极Ⅰ是通入氢气发生的还原反应，氢气得到电子在熔融盐Na2CO3组成燃料电池中反应生成水，依据电荷守恒配平书写电极反应为：H2-2e－+CO32－═CO2+H2O；②阳极Y必须是铁电极，Fe－2e－=Fe2＋，X电极与负极相连作电解池的阴极，阴极发生的反应是溶液中的氢离子得到电子生成氢气，碱溶液中电极反应：2H2O+2e－=H2↑+2OH－；通电一段时间后，若右侧玻璃管中产生1molFe(OH)2白色沉淀，理论上P端通入的CO2在标准状况下的体积：由关系式Fe(OH)2～2e－～H2～CO2，产生1molFe(OH)2，P端通入的1molCO2，即通入标准状况下22.4LCO2。