Question

研究氮、硫及卤素等单质及其化合物在生产生活和环境保护中有着重要意义。

I.反应I₂+2= 2I^- + 常用于精盐中碘含量测定。某同学利用该反应探究浓度对反应速率的影响。实验时均加入1mL 淀粉溶液作指示剂，若不经计算，可直接通过褪色时间的长短来判断浓度与反应速率的关系，下列试剂中：

①1mL  0.001mol·L^-1的碘水            ②1mL  0.01mol·L^-1的碘水

③3mL  0.001mol·L^-1的 Na₂S₂O₃溶液    ④3mL  0.01mol·L^-1的 Na₂S₂O₃溶液

(1)应选择_________(填字母)。

A. ①②④       B.①②③          C. ①③④    D.②③④

(2)若某同学选取②④进行实验，测得褪色时间为4s，忽略混合后溶液体积变化，试计算v()=____。

II.一定条件下，在水溶液中1molCl^-、(x=1，2，3，4)的能量(kJ)相对大小如下图所示。回答下列问题：

 

(3)D是__________(填离子符号)

(4)B→A+C 反应的离子方程式为：___________；    当生成1molC 时，_______    kJ的热量(填吸收或放出以及具体数值)。

III.以 NO₂、O₂和熔融 NaNO₃组成的燃料电池装置如图，电池在工作过程中，石墨电极I 处燃料 NO₂结合电解质离子共同转移电子生成一种氧化物 Y，在石墨电极II 处通入氧化物 Y，结合氧化剂共同转移电子生成电解质离子，使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成能保持稳定。

(5)石墨电极II的电极反应式为___________；    

(6)电极I处消耗1molNO₂时电极II处反应的O₂的体积(标准状况)为____升。

Answer

C 1×10-3mo1•L-1•s-1 3C1O-=+2C1- 放出117 O2+4e-+2N2O5=4 5.6

【解析】

(1)直接通过褪色时间的长短来判断浓度与反应速率的关系，要保证碘水浓度相同且完全反应，Na2S2O3浓度不同；

(2)根据 计算；

(3)根据化合价代数和等于-1计算x；

(3) C中Cl元素的化合价为+1，则的化学式是；C中Cl元素的化合价为+5，则的化学式是；

(5)氧气在石墨电极II得电子结合N2O5生成；

(6)根据得失电子守恒计算消耗O2的体积。

(1)碘水有颜色，直接通过褪色时间的长短来判断浓度与反应速率的关系，要保证碘水浓度相同且完全反应，Na2S2O3浓度不同，1mL 0.01mol·L-1的碘水和3mL 0.001mol·L-1的Na2S2O3溶液反应，碘水有剩余，故不选②，应选择①1mL 0.001mol·L-1的碘水、③3mL 0.001mol·L-1的Na2S2O3溶液、 ④3mL 0.01mol·L-1的Na2S2O3溶液，故选C；

(2)选取②④进行实验，混合后碘水的浓度是0.01mol·L-1÷(1+3+1)= 0.002mol·L-1，测得褪色时间为4s， v(I2)=0.0005mo1•L-1•s-1，v()= 0.0005mo1•L-1•s-1×2=0.001 mo1•L-1•s-1；

(3)根据化合价代数和等于-1，x=4，则D是；

(4)根据电荷守恒，B→A+C反应的离子方程式为是3C1O-=+2C1-；生成物总能量-反应物的总能量=焓变，3C1O-=+2C1-(63-60×3)＝-117kJ/mol，当生成1molC 时， 放出117kJ的热量；

(5)氧气在石墨电极II得电子结合N2O5生成，石墨电极II的电极反应式为O2+4e-+2N2O5=4；

(6) 电极I处消耗1molNO2，转移1mol电子，根据O2+4e-+2N2O5=4，电极II处消耗O2的物质的量是0.25mol，标准状况下的体积是0.25mol×22.4mol/L=5.6L。