Question

(10分)

（1）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐。电池反应正极电极反应式为_______；放电时，CO₃^2-移向电池的______(填“正”或“负”)极。

（2）碳氢化合物完全燃烧生成CO₂和H₂O。常温常压下，空气中的CO₂溶于水，达到平衡时，溶液的pH＝5.60，c(H₂CO₃)＝1.5×10^-5 mol·L^-1。若忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，则H₂CO₃ HCO₃^-+H⁺的平衡常数K₁＝_____________。（已知：10^-5.60＝2.5×10^-6）

（3）常温下，0.1 mol·L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，则溶液c(H₂CO₃)______c(CO₃^2-)(填“＞”、“＝”或“＜”)，原因是__________（用离子方程式和必要的文字说明）。

Answer

（1） O2+4e-+2CO2=2CO32-;负；（2）4.2×10-7 mol·L-1；

（3） ＞ ；HCO3- +H2O CO32-+H3O+ (或 HCO3- CO32-+H+)；

HCO3-+H2O H2CO3 +OH- 、HCO3-的水解程度大于电离程度

【解析】

试题分析：（1）在该燃料电池中，正极上是O2得到电子与CO2结合形成CO32-，电极反应式是：O2+4e-+2CO2 =2CO32-电池放电时，根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，CO32-移向正电荷较多的电池的负极；

（2）H2CO3 HCO3-+H+的平衡常数K1＝；

（3）在常温下，在NaHCO3溶液中存在HCO3-的电离作用HCO3- CO32-+H+和HCO3-的水解作用HCO3-+H2O H2CO3 +OH-，电离使溶液显酸性，水解使溶液显碱性，由于0.1mol/L的NaHCO3溶液pH大于8，说明其水解作用大于电离作用，则溶液c(H2CO3)> c(CO32-)。

考点：考查燃料电池的各种原理、电离平衡常数的应用及盐的水解和电离的应用的知识。