Question

（10分）据《辽沈晚报》报道，今年冬天，一旦出现大气严重污染的天气，沈阳市有可能建议政府机关、企事业单位根据实际情况实行员工休假或弹性工作制。大气含有的CO、氮氧化物、SO₂、烟尘等污染是导致雾霾天气的原因之一，化学反应原理是减少和控制雾霾天气的理论依据。

（1）CO₂经常用氢氧化钠来吸收，现有0.4molCO₂，若用200ml 3mol/LNaOH溶液将其完全吸收，溶液中离子浓度由大到小的顺序为：                           

（2） CO可制做燃料电池，以KOH溶液作电解质，向两极分别充入CO和空气，工作过程中，负极反应方程式为：___________________。

（3） 利用Fe²⁺、Fe³⁺的催化作用，常温下将SO₂转化为SO₄^2－，从而实现对SO₂的处理(总反应为2SO₂+O₂+2H₂O＝2H₂SO₄)。已知，含SO₂的废气通入含Fe²⁺、Fe³⁺的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe²⁺ + O₂+ 4H⁺ ＝4Fe³⁺ + 2H₂O，则另一反应的离子方程式为                              ；

（4）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10^—9。CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^—4mo1/L ，则生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小浓度为              。

（5）已知在常温常压下：

①CH₃OH(l)+O₂(g)= CO(g)+2H₂O(g) △H= -359.8 kJ·mol^－1

② 2CO(g)＋O₂(g)=2CO₂(g)  △H= -556.0 kJ·mol^－1

③ H₂O(g)=H₂O(l) △H= -44.0 kJ·mol^－1

写出体现甲醇燃烧热的热化学方程式                                       。

Answer

(1)c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)；（2）CO+4OH—-2e-=CO32-+2H2O；

(3) 2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+；（4）5.6×10-5mol/L；

(5) CH3OH(L)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-725.8KJ/mol。

【解析】

试题分析：（1）n(CO2)= 0.4mol ,n(NaOH)= 0.2L×3mol/L=0.6mol.假设反应后产物中含Na2CO3、NaHCO3 的物质的量分别是x、y,则根据C元素守恒可得x+y=0.4mol；根据Na元素守恒可得2x+y=0.6mol。解得x=y=0.2mol。所以溶液是Na2CO3、NaHCO3等物质的量浓度的混合溶液。根据物料守恒可知离子浓度最大的是c(Na+)。由于二者都要水解消耗水电离产生的H+，所以最终溶液中c(OH-)>c(H+),而CO32-水解的程度大于HCO3-的水解程度，所以c(HCO3-)>c(CO32-)；但是盐的水解程度是微弱的，在溶液中主要还是以盐电离产生的离子存在，盐电离产生的离子浓度远大于弱电解质水的电离产生的离子，所以c(CO32-)>c(OH-)。溶液中离子浓度由大到小的顺序为：c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)；（2） CO可制做燃料电池，以KOH溶液作电解质，向两极分别充入CO和空气，工作过程中，通入燃料的电极是负极，电极反应方程式为CO+4OH—-2e-=CO32-+2H2O；（3） 由于Fe2+、Fe3+对SO2的转化有催化作用，常温下将SO2转化为SO42－，从而实现对SO2的处理(总反应为2SO2+O2+2H2O＝2H2SO4)。已知，含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时，其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ ＝4Fe3+ + 2H2O，则另一反应的离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=SO42-+2Fe2++4H+；（4）假设生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为x,由于溶液等体积混合时各种物质的浓度都减小一半，所以 (x/2)×[(2×10—4mo1/L)÷2]≥2.8×10—9=5.6×10-5mol/L；（5）①+②÷2+③×2，整理可得：CH3OH(L)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-725.8KJ/mol。

考点：考查微粒浓度的比较、燃料电池电极反应式和离子方程式、热化学方程式的书写的知识。