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）2CH3OH(g)=CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H= -75.6kJ/mol

（2）①Fe－6e- +8OH- = FeO42- + 4H2O

②3Zn + 2FeO42- + 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FeO42-，故电极方程式为

Fe－6e- +8OH- = FeO42- + 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

FeO42-＋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：2FeO42-＋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。