Question

【题目】研究化学反应原理对于生产、生活及环境保护具有重要意义。请回答下列问题：

（1）常温下，物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的四种溶液①NH4NO3 ②CH3COONa ③(NH4)2SO4 ④Na2CO3，pH从大到小排列顺序为_________________（填序号）。

（2）常温下，向20 mL 0.2 mol·L-1 H2A溶液中滴加0.2 mol·L-1 NaOH溶液。有关微粒物质的量变化如下图所示。

则当v（NaOH）＝20 mL时，溶液中离子浓度大小关系：________，水的电离程度比纯水________（填“大”、“小”或“相等”）。

（3）含有Cr2O72-的废水毒性较大，某工厂废水中含5.0×10-3mol·L-1的Cr2O72-。为了使废水的排放达标，进行如下处理：

①该废水中加入绿矾（FeSO4·7H2O）和H+，发生反应的离子方程式为________________________。

②若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=2.0×10-13mol·L-1，则残留的Cr3+的浓度为___________。(已知：Ksp[Fe(OH)3)]=4.0×10-38， Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31)

（4）利用“Na－CO2”电池将CO2变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“ Na－CO2”电池，以钠箔

和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料，总反应为4Na＋3CO2 2Na2CO3＋C。放电时该电池“吸入”CO2，其工作原理如图所示：

①放电时，正极的电极反应式为_____________________________。

②若生成的Na2CO3和C全部沉积在电极表面，当转移0.2 mol e－ 时，两极的质量差为______g。

Answer 1

【答案】 ④＞②＞①＞③ c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(OH－) 小 Cr2O72-+6Fe2+ +14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 3.0×10-6mol·L-1 3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C 15.8

【解析】试题分析：（1）①NH4NO3、③(NH4)2SO4中铵根离子水解溶液呈酸性，(NH4)2SO4中铵根离子的浓度大于NH4NO3，所以(NH4)2SO4的酸性强；②CH3COONa、④Na2CO3都是强碱弱酸盐，溶液显碱性，碳酸根离子水解大于 醋酸根离子，所以碱性Na2CO3大于CH3COONa；（2）向20mL0.2mol/LH2A溶液中滴加20mL 0.2mol/LNaOH溶液，恰好生成NaHA,根据图示此时H2A小于A2-,说明HA-电离大于水解,所以溶液呈酸性；HA-电离出的氢离子抑制水电离；（3）①Cr2O72-与Fe2+发生氧化还原反应，生成Cr3+、Fe3+；②根据 计算Cr3+的浓度；（4）4Na+3CO2Na2CO3+C，碳元素化合价降低，所以是二氧化碳在正极发生还原反应生成碳；②根据图示，碳酸钠、碳都在正极生成。

解析：（1）①NH4NO3、③(NH4)2SO4铵根离子水解溶液呈酸性，(NH4)2SO4中铵根离子的浓度大于NH4NO3，所以(NH4)2SO4的酸性强；②CH3COONa、④Na2CO3都是强碱弱酸盐，溶液显碱性，碳酸根离子水解大于 醋酸根离子，所以碱性Na2CO3大于CH3COONa，所以pH从大到小排列顺序为④>②>①>③；（2）向20mL0.2mol/LH2A溶液中滴加20mL 0.2mol/LNaOH溶液，恰好生成NaHA,此时H2A小于A2-,说明HA-电离大于水解,所以溶液呈酸性，所以溶液中离子浓度大小关系c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)；HA-电离出的氢离子抑制水电离水的电离程度比纯水小；（3）①Cr2O72-与Fe2+发生氧化还原反应，生成Cr3+、Fe3+，反应离子方程式是Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；②根据 ，c(Cr3+)= 3.0×10-6mol/L；（4）4Na+3CO2Na2CO3+C，碳元素化合价降低，所以是二氧化碳在正极发生还原反应生成碳，电极反应是3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C；②根据3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C，转移0.2mol电子，生成0.1mol Na2CO3和0.05mol C，质量是11.2g，负极消耗钠0.2mol ，消耗钠4.6g，所以两极质量差是15.8g 。