Question

（共12分）
（1）以CO₂为碳源制取低碳有机物一直是化学领域的研究热点，CO₂加氢制取低碳醇的反应如下：
反应I：CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g) △H=－49.0kJ/mol
反应II：2CO₂(g)+6H₂(g)=CH₃CH₂OH(g)+3H₂O(g) △H=－173.6kJ/mol
写出由CH₃OH(g)合成CH₃CH₂OH(g)的反应的热化学方程式_______________
（2）高铁酸钾（K₂FeO₄）是铁的一种重要化合物，具有极强的氧化性
①电解法是工业上制备K₂FeO₄的一种方法。以铁为阳极电解氢氧化钠溶液，然后在阳极溶液中加入KOH。电解时阳极发生反应生成FeO₄^2-，该电极反应式为_________________
②与MnO₂—Zn电池类似，K₂FeO₄—Zn也可以组成碱性电池，K₂FeO₄在电池中作正极材料，其电极反应式为FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe(OH)₃+5OH^-，则该电池总反应的离子方程式为__________________
（3）amol FeS与bmol FeO投入到VL、C mol/L的硝酸溶液中充分反应产生NO气体，所得澄清溶液成分可看作是Fe(NO₃)₃、H₂SO₄的混合液，则反应中未被还原的硝酸可能为_____
①（a+b）×63g      ②（a+b）×189g ③（a+b）mol     ④VC－mol

Answer 1

（1）2CH₃OH(g)=CH₃CH₂OH(g)+H₂O(g) △H= -75.6kJ/mol
（2）①Fe－6e^- +8OH^- = FeO₄^2- + 4H₂O
②3Zn + 2FeO₄^2- + 8H₂O = 2Fe(OH)₃ + 3Zn(OH)₂ + 4OH^-
（3）②④

解析试题分析：(1)盖斯定律：不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热相同。故有
2CH₃OH(g)+2H₂O(g) =2CO₂(g)+6H₂(g) △H=－98.0kJ/mol  ①
2CO₂(g)+6H₂(g)=CH₃CH₂OH(g)+3H₂O(g) △H=－173.6kJ/mol ②
①+②得2CH₃OH(g)=CH₃CH₂OH(g)+H₂O(g) △H= -75.6kJ/mol
（2）电解池中，电池正极连接的电极叫做阳极，发生氧化反应，负极连接的电极叫做阴极，发生还原反应。
①此题以铁为阳极，电解氢氧化钠溶液，生成FeO₄^2-，故电极方程式为
Fe－6e^- +8OH^- = FeO₄^2- + 4H₂O
②在K₂FeO₄—Zn碱性电池中，正极得电子被还原，其电极反应式为
FeO₄^2-＋3e^-＋4H₂O＝Fe（OH）₃＋5OH^-，负极Zn被氧化，
其电极反应式为：Zn－2e^-＋2OH^-＝Zn（OH）₂，将两极得失电子数守恒后合并可得总反应式：2FeO₄^2-＋8H₂O＋3Zn＝2Fe（OH）₃＋3Zn（OH）₂＋4OH^-。
（3）反应中硝酸有两个作用，一是做氧化剂被还原成NO气体。二是起酸的作用生成硝酸铁，这一部分硝酸根化合价没变化，没有被还原。所以根据反应前亚铁离子总量即可知道反应后硝酸铁总量，进一步就知道了没被还原的硝酸的量。反应前有a mol FeS与b mol FeO ，根据铁原子守恒知道反应后Fe(NO3)3的物质的量是（a+b）mol，那么里面硝酸根的物质的量是3（a+b）mol，即有3（a+b）mol硝酸没有被还原，其质量是
，②正确。
另外可以从得失电子角度考虑。
FeS被氧化为硝酸铁和硫酸，铁升高1价，硫升高8价，所以a mol FeS反应中失去电子9amol。FeO被氧化为硝酸铁，铁升高1价，所以b mol FeO 反应中失去电子bmol。
失去的电子被硝酸根得到，硝酸根还原成NO，氮元素化合价降低3价，根据得失电子守恒知道，被还原的硝酸的物质的量是mol又因为硝酸总量是n==CVmol，所以未被还原的硝酸的物质的量是，④答案正确。
考点：盖斯定律、电解池原理、硝酸的氧化作用。
点评：本题考出学生对盖斯定律的理解掌握，在答题过程中要注意符号的书写以及有效数字
的保留问题；电解池原理，要求学生掌握相关的电极方程式和总的方程式；第三小题，需要
学生理解硝酸在反应中的应用。