Question

（10分）Ⅰ．（1） P₂O₅是非氧化性干燥剂，下列气体不能用浓硫酸干燥，可用P₂O₅干燥的是________

a．NH₃       b．HI       c．SO₂       d．CO₂

（2）工业生产甲醇的常用方法是：CO（g）+2H₂（g） CH₃OH（g）  △H₁ = —90.8kJ/mol。

已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）       △H₂ = -571.6kJ/mol；

2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）    △H₃= -566.0kJ/mol

计算2CH₃OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）   △H₄ =            。

（3）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，电池反应为：2K₂FeO₄ + 3Zn == Fe₂O₃ +ZnO +2K₂ZnO₂该电池正极发生的反应的电极反应式为                                  。

II．用如图所示装置进行实验。实验过程中，两极均有气体产生，Y极区溶液逐渐变成紫红色；停止实验，铁电极明显变细，电解液仍然澄清。

查阅资料发现，高铁酸根（FeO₄^2-）在溶液中呈紫红色。

（4）电解过程中，X极区溶液的pH             （填“增大” 、“减小”或“不变”）。

（5）电解过程中，Y极发生的电极反应为Fe-6e^-+8OH^- = FeO₄^2-+4H₂O和                              。

（6）若在X极收集到672 mL气体，在Y极收集到168 mL气体（均已折算为标准状况时气体体积），则Y电极（铁电极）质量减少             g。

Answer

（1）b （1分）（2）-1527.6KJ/mol（2分）

（3）2FeO42- + 6e- + 5H2O == Fe2O3 + 10OH- （2分）

（4）增大（1分）（5）4OH- - 4e- == 2H2O + O2（2分）（6）0.28（2分）

【解析】

试题分析：（1）P2O5属于酸性氧化物，不能用来干燥碱性气体，浓硫酸不能干燥碱性气体和还原性气体，所以NH3既不能用P2O5干燥，也不能用浓硫酸干燥，HI属于还原性气体，不能用浓硫酸干燥，但可以用P2O5干燥，SO2、CO2既能用P2O5 干燥，也能用浓硫酸干燥，所以答案选b。

（2）化学反应①CO（g）+2H2（g） CH3OH（g） △H1 = —90.8kJ/mol；②2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） △H2 = -571.6kJ/mol；③2CO（g）+O2（g）=2CO2（g） △H3= -566.0kJ/mol，根据盖斯定律，-①×2+②×2+③=90.8×2-571.6×2-566.0=-1527.6KJ/mol。

（3）在碱性锌电池中，用高铁酸钾作为正极材料，根据电池反应为2K2FeO4 + 3Zn == Fe2O3 +ZnO +2K2ZnO2，Fe元素的化合价由+6价降低到+3价，发生还原反应，在正极得电子，则该电池正极发生的反应的电极反应式为2FeO42- + 6e- + 5H2O = Fe2O3 + 10OH-。

（4）电解过程中，X极发生反应：2H++2e-=H2↑（或2H2O+2e-= H2↑+2OH-）使附近溶液的氢氧根离子的浓度增大，所以该区溶液的pH增大。

（5）该电解池的电解质溶液是NaOH溶液，铁作阳极，在放电过程中，Fe失电子生成FeO42-，OH－也会在阳极放电，电极反应为4OH- - 4e- = 2H2O + O2。

（6）在电解过程中阳极和阴极电子转移数相等。n（H2）=0．672L÷22.4L/mol=0.03mol．得到电子n（e-）=0.06mol， n（O2）=0.168÷22.4mol=0.0075mol，失去电子n（e-）=0.0075mol×4=0.03mol．所以发生Fe - 6e- + 8OH- ＝FeO42- + 4H2O反应失去的电子的物质的量为0.03mol,由电极式可看出消耗56g铁失去电子6mol．现在失去电子0．03mol,所以消耗铁的质量为：56×（0.03÷6）g=0.28g。

考点：考查常用的干燥剂，盖斯定律的应用，燃料电池，电解池原理、电极式、电子的转移等知识。