Question

氧化还原反应在工业生产中有重要应用
（1）由Ca₃（PO₄）₂和焦炭在一定条件下反应可获得白磷（P₄），相关热化学方程式如下：
2Ca₃（PO₄）₂（s）+10C（s）═6CaO（s）+P₄（s）+10CO（g）
△H₁=+3417kJ?mol^-1
若制备白磷所需能量都由乙醇燃烧提供，且每制得19.84g白磷，需要18.4g乙醇，则乙醇的燃烧热
△H=

 

kJ?mol^-1
（2）电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染，原理如图所示，

①a为直流电源的

 

（填“正极”或“负极”），阴极的电极反应式为

 

②若电解过程中转移了1mol电子，则质子交换膜两侧电解液的质量变化差（△m_左-△m_右）为

 

g．

Answer 1

考点：电解原理,有关反应热的计算

专题：

分析：（1）根据制备白磷的热化学方程式计算制得19.84g白磷需要吸收的热量，再结合燃烧热的定义1mol燃料完全燃烧生成稳定化合物来分析；
（2）①由图示知在Ag-Pt电极上NO₃^-发生还原反应，因此Ag-Pt电极为阴极，则b为负极，a为电源正极；
阴极反应是NO₃^-得电子发生还原反应生成N₂，利用电荷守恒与原子守恒知有氢离子参与反应且有水生成；
②转移1mol电子时，阳极（阳极反应为H₂O失电子氧化为O₂和H⁺）消耗0.5mol水，产生1molH⁺进入阴极室，阳极室质量减少9g；阴极室中放出0.1molN₂（2.8g），同时有1molH⁺（1g）进入阴极室．

解答： 解：（1）由2Ca₃（PO₄）₂（s）+10C（s）═6CaO（s）+P₄（s）+10CO（g）△H₁=+3417kJ?mol^-1
则制得19.84g白磷需要吸收的热量为：

19.84

124

×3417KJ=546.72KJ，所以18.4g乙醇燃烧放出也是546.72KJ的热量，则乙醇的燃烧热
为：

546.72

18.4 46

=1366.8KJ/mol，故答案为：-1366.8；
（2）①由图示知在Ag-Pt电极上NO₃^-发生还原反应，因此Ag-Pt电极为阴极，则b为负极，a为电源正极，在阴极反应是NO₃^-得电子发生还原反应生成N₂，利用电荷守恒与原子守恒知有H₂O参与反应且有水生成，所以阴极上发生的电极反应式为：2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂+6H₂O，故答案为：正极；2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂+6H₂O；
②转移1mol电子时，阳极（阳极反应为H₂O失电子氧化为O₂和H⁺）消耗0.5mol水，产生1molH⁺进入阴极室，阳极室质量减少9g；阴极室中放出0.1molN₂（2.8g），同时有1molH⁺（1g）进入阴极室，因此阴极室质量减少1.8g，故膜两侧电解液的质量变化差（△m左-△m右）=9g-1.8g=7.2g，
故答案为：7.2．

点评：本题考查热化学方程式的计算以及电解原理、电极反应式书写、电解计算等知识点，（2）②要注意该题中阴极室有氢离子进入，易漏掉，为易错点．