Question

【题目】(1)柠檬 酸是 一种 重 要的 有 机 酸 ，其结构简式 为， 其电离常数K1=7.41×10-4，K,2=1.74×10-5，K3=3.98×10-7。碳酸的电离常数K1=4.5×10-7，K1=4.7×10-11。请回答下列有关问题：

①设计实验证明柠檬酸的酸性比碳酸强：___。

②设计实验证明柠檬酸为三元酸：___。

(2)绿色电源“二甲醚-氧气燃料电池”的工作原理如图所示。

①氧气应从 c 处通入，则电极 Y 上发生反应的电极反应式为___。

②二甲醚(CH3OCH 3 )应从 b 处通入，则电极 X上发生反应的电极反应式为___。

Answer 1

【答案】向盛有少量NaHCO3溶液的试管里滴加柠檬酸溶液，有气泡产生(或其他合理设计) 用NaOH标有溶液滴定柠檬酸溶液，消耗NaOH的物质的量是柠檬酸的3倍 O2+4e﹣+4H+═2H2O （CH3）2O﹣12e﹣+3H2O=2CO2+12H+

【解析】

(1)①要证明柠檬酸的酸性比碳酸强，可以利用强酸制取弱酸分析；
②利用酸碱中和滴定酸碱物质的量比确定柠檬酸是三元酸；

（2）根据氢离子移动方向知，Y为原电池正极，X为负极，则c处通入的气体是氧气，根据d处生成物知，正极上发生的反应为O2+4e-+4H+═2H2O，电解质溶液为酸性溶液，b处通入的物质是二甲醚，X电极反应式为（CH3）2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+，据此分析解答。

(1)①要证明柠檬酸的酸性比碳酸强，可以利用强酸制取弱酸，向盛有少量NaHCO3的试管里滴加柠檬酸溶液，有气泡产生就说明柠檬酸酸性大于碳酸，
因此，本题正确答案是：向盛有少量NaHCO3溶液的试管里滴加柠檬酸溶液，有气泡产生(或其他合理设计)；
②柠檬酸和NaOH发生中和反应时，如果柠檬酸是三元酸，则参加反应的NaOH物质的量应该是柠檬酸的三倍，所以用NaOH标准溶液滴定柠檬酸溶液，消耗NaOH的物质的量是柠檬酸的3倍就说明柠檬酸是三元酸，

因此，本题正确答案是：用NaOH标有溶液滴定柠檬酸溶液，消耗NaOH的物质的量是柠檬酸的3倍；

（2）①c处通入的气体是氧气，根据d处生成物知，正极上发生的反应为O2+4e-+4H+═2H2O，因此，本题正确答案是：O2+4e-+4H+═2H2O；
②b处通入的物质是二甲醚，X电极反应式为（CH3）2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+，

因此，本题正确答案是：（CH3）2O-12e-+3H2O=2CO2+12H+。