Question

Ⅰ．现有下列仪器或用品：①铁架台（含铁圈、各式铁夹）  ②锥形瓶   ③酸式滴定管和碱式滴定管   ④烧杯    ⑤玻璃棒  ⑥胶头滴管  ⑦天平（含砝码）   ⑧滤纸    ⑨量筒    ⑩过滤漏斗；

现有下列药品：（A）NaOH固体 （B）标准NaOH溶液（C）未知浓度盐酸  （D）蒸馏水（E）碳酸钠溶液

根据所做过的学生实验，回答下列问题：

（1）过滤时，应选用的上述仪器是_________________________（填编号）。

（2）配制一定物质的量浓度的NaOH溶液时，还缺少的仪器是__________。

（3）做酸碱中和滴定时，还缺乏的试剂是____________________。

（4）进行中和滴定时，绝不可用将要盛的溶液事先润洗的仪器是下列的______（填编号）。甲．酸式滴定管    乙．碱式滴定管    丙．锥形瓶

（5）用标准的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，选用酚酞作为指示剂，造成测定结果偏高的原因可能是______________。

A．配制标准溶液的NaOH中混有Na₂CO₃杂质

B．滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度，其他操作正确

C．盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用未知液润洗

D．滴定前有气泡，滴定后气泡消失。

II. 甲醇（CH₃OH）是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。

（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：

反应I：CO₂(g)+3H₂(g)CH₃OH(g)+H₂O(g)              ΔH₁

反应II：CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)                    ΔH₂

①反应I的平衡常数表达式为K=________________________

②下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K)

温度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中数据判断ΔH₂______0，ΔS______0 (填“＞”、“＝”或“＜”＝)。

③某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)=0.2 mol·L^-1，则CO的转化率为________。

（2）已知在常温常压下，某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如下图所示的电池装置：

①2CH₃OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g)  ΔH ＝-1275.6 kJ·mol^-1

②H₂O(g)＝H₂O(l)   ΔH ＝-44.0 kJ·mol^-1

①写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式____________________。

②写出上图电池装置中负极反应式：________________________________。

Answer

①⑤⑧⑩ 容量瓶 酸碱指示剂(酚酞试液或甲基橙) 丙 AD ＜ ＜ 80％ CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8 kJ∕mol CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O

【解析】

Ⅰ．(1)过滤是将固体不溶物跟液体分离的一种方法，其装置由铁架台、烧杯、玻璃棒、漏斗等仪器和滤纸组成；

(2)根据配制步骤是计算、称量、溶解、洗涤、定容、摇匀、装瓶来分析需要的仪器；

(3)根据酸碱中和滴定所需要的试剂来分析；

(4)中和滴定需要用到酸式滴定管、碱式滴定管和锥形瓶，结合实验的注意事项分析判断；

(5)根据c(酸)=分析滴定过程中产生的误差，若标准液浓度被或消耗标准液体积偏小，滴定结果偏低，否则偏高，据此进行解答；

II. (1)①依据平衡常数K=书写；②由表格数据，平衡常数随温度升高减小，说明升高温度，平衡逆向移动，结合方程式分析解答；③达到平衡后，测得c(CO)=0.2mol•L-1，可以计算平衡时CO的物质的量，从而求出反应的CO的物质的量，再计算CO的转化率；

(2)①依据盖斯定律计算；②该燃料电池中，通入甲醇的电极是负极、通入氧气的电极是正极，负极发生氧化反应，据此书写电极反应式。

Ⅰ．(1)过滤是将固体不溶物跟液体分离的一种方法，其装置由铁架台、烧杯、玻璃棒、漏斗等仪器和滤纸组成，即为①⑤⑧⑩，故答案为：①⑤⑧⑩；

(2)配制一定物质的量浓度的NaOH溶液的操作步骤有计算、称量、溶解、移液、洗涤移液、定容、摇匀等操作，一般用托盘天平称量，用药匙取用药品，在烧杯中溶解(可用量筒量取水加入烧杯)，并用玻璃棒搅拌，加速溶解，冷却后转移到容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗涤烧杯、玻璃棒2～3次，并将洗涤液移入容量瓶中，加水至液面距离刻度线1～2cm时，改用胶头滴管滴加，最后定容颠倒摇匀．所以所需仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，故还缺少容量瓶，故答案为：容量瓶；

(3)在酸碱中和滴定的过程中，需要的试剂有酸液、碱液和酸碱指示剂，故还需要的是酸碱指示剂(酚酞试液或甲基橙)，故答案为：酸碱指示剂(酚酞试液或甲基橙)；

(4)中和滴定需要用到酸式滴定管、碱式滴定管和锥形瓶，其中酸式滴定管、碱式滴定管需要润洗，锥形瓶不能润洗，否则结果偏高，故答案为：丙；

(5)A．配制标准溶液的NaOH中混有Na2CO3杂质，以酚酞为指示剂时，等质量的氢氧化钠和Na2CO3消耗的酸前者大，所以标准溶液的氢氧化钠中混有Na2CO3杂质时造成V(碱)偏大，根据c(酸)=，可知c(酸)偏高，故A正确；B．滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度，其它操作均正确，导致标准液的体积读数偏小，则测定结果偏低，故B错误；C．盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用待测液润洗，操作正确，不会影响测定结果，故C错误；D．滴定前有气泡，滴定后气泡消失，导致消耗标准液体积偏大，测定结果偏高，故D正确；故答案为：AD；

II. (1)①反应I：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，反应的平衡常数K=，故答案为：；

②由表格数据，平衡常数随温度升高减小，说明升高温度，平衡逆向移动，正反应为放热反应，△H2＜0；反应前后气体体积减小是熵减小的反应，△S＜0，故答案为：＜，＜；

③某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)=0.2mol•L-1，平衡时CO的物质的量=0.2mol•L-1 ×2L=0.4mol，则反应的CO为2mol-0.4mol=1.6mol，则CO的转化率=×100%=80%，故答案为：80%；

(2)①、①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6 kJ∕mol，②H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0 kJ∕mol，依据盖斯定律计算，由盖斯定律，①+②×4得：2CH3OH(l)+3O2(g)= 2CO2(g)+4H2O(l)，故△H=-1275.6kJ∕mol+(-44.0kJ/mol)×4=-1451.6kJ∕mol，所以甲醇燃烧热的热化学反应方程式为：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8 kJ∕mol，故答案为：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8 kJ∕mol；

②该燃料电池中，通入甲醇的电极是负极、通入氧气的电极是正极，负极反应式为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O、正极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案为：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O。