Question

一氧化碳是一種用途相當廣泛的化工基礎(chǔ)原料，二甲醚（CH₃OCH₃）是一種重要的清潔燃料氣，其儲運、燃燒安全性、理論燃燒溫度等性能指標均優(yōu)于液化石油氣，也可用作燃燒電池的燃料，具有很好的好展前景
（1）利用下列反應(yīng)可以將粗鎳轉(zhuǎn)化為純度達99.9%的高純鎳．Ni（s）+4CO（g）

50～80℃    .

180～200℃

Ni（CO）₄（g），該反應(yīng)的△H

 

0�。ㄟx填“＞”或“=”或“＜”）．
（2）在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質(zhì)硫．已知：
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）；△H₁=-393.5kJ?mol^-1
CO₂（g）+C（s）=2CO（g）；△H₂=+172.5kJ?mol^-1
S（s）+O₂（g）=SO₂（g）；△H₃=-296.0kJ?mol^-1
則2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=

 

．
（3）工業(yè)上采用電浮選凝聚法處理污水時，保持污水的PH在5.0，通過電解生成Fe（OH）₃膠體，吸附不溶性雜質(zhì)，同時利用陰極產(chǎn)生的H₂，將懸浮物帶到水面，利于除去．實驗室以二甲醚燃料電池模擬該方法設(shè)計的裝置如圖所示：

①乙裝置以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)，稀土金屬材料為電極．寫出該燃料電池的正極電極反應(yīng)式

 

；下列物質(zhì)可用做電池熔融碳酸鹽的是

 

．
A．K₂CO₃　　　　 B．CaCO₃　　　　 C．NH₄HCO₃　　　 D．（NH₄）₂CO₃
②寫出甲裝置中陽極產(chǎn)物離子生成Fe（OH）₃沉淀的離子方程式：

 

．
③測得電極上轉(zhuǎn)移電子為0.24mol時，生成Fe（OH）₃沉淀

 

mol．

Answer 1

考點：熱化學(xué)方程式,電解原理

專題：

分析：（1）通過反應(yīng)條件可知，升高溫度，平衡左移；
（2）利用蓋斯定律可以根據(jù)已知的反應(yīng)的熱化學(xué)方程式求反應(yīng)2CO+SO₂=S+2CO₂的焓變，進而寫熱化學(xué)方程式；
①燃料電池中，正極上氧化劑得電子發(fā)生還原反應(yīng)；熔融碳酸鹽性質(zhì)要穩(wěn)定，高溫時不能分解；
②鐵作陽極，陽極上生成Fe²⁺，陰極附近生成氫氧根離子，氫氧根離子和Fe²⁺子生成Fe（OH）₂沉淀，F(xiàn)e（OH）₂不穩(wěn)定，易被氧化生成Fe（OH）₃；
③根據(jù)陽極上物質(zhì)間的對應(yīng)關(guān)系：Fe～失2e^-～Fe²⁺～Fe（OH）₃可求解．

解答： 解：（1）通過反應(yīng)條件可知，升高溫度，平衡左移，故正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即△H＜0，故答案為：＜；
（2）已知：C（s）+O₂（g）=CO₂（g）；△H₁=-393.5kJ?mol^-1①
          CO₂（g）+C（s）=2CO（g）；△H₂=+172.5kJ?mol^-1②
          S（s）+O₂（g）=SO₂（g）；△H₃=-296.0kJ?mol^-1③
根據(jù)蓋斯定律，將反應(yīng)2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H=△H₁-△H₂-△H₃=-270 kJ?mol^-1，
故答案為：2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）；△H₃=-270 kJ?mol^-1；
（3）①燃料電池中，正極上氧化劑氧氣得電子和二氧化碳發(fā)生還原反應(yīng)生成碳酸根離子，電極反應(yīng)式為O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-；熔融碳酸鹽性質(zhì)要穩(wěn)定，高溫時不能分解生成其它物質(zhì)，
A．K₂CO₃性質(zhì)較穩(wěn)定，熔融狀態(tài)下只發(fā)生電離而不發(fā)生分解反應(yīng)，故正確；  
B、CaCO₃高溫下分解生成氧化鈣和二氧化碳而得不到碳酸根離子，故錯誤；   
C．NH₄HCO₃性質(zhì)不穩(wěn)定，易分解而得不到碳酸根離子，故錯誤；
D．（NH₄）CO₃性質(zhì)不穩(wěn)定，易分解而得不到碳酸根離子，故錯誤；
故選A；
故答案為：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-；A；
②陽極上Fe失電子生成亞鐵離子，陰極上生成氫氧根離子，亞鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化亞鐵，氫氧化亞鐵不穩(wěn)定，被氧氣氧化生成氫氧化鐵，離子反應(yīng)方程式為：4Fe²⁺+O₂+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+8H⁺，
故答案為：4Fe²⁺+O₂+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+8H⁺；
③根據(jù)陽極上物質(zhì)間的對應(yīng)關(guān)系：Fe～失2e^-～Fe²⁺～Fe（OH）₃可知：當電極上轉(zhuǎn)移電子為0.24mol時，生成Fe（OH）₃沉淀0.12mol，故答案為：0.12．

點評：本題考查較綜合，涉及了蓋斯定律、原電池原理、電解池知識點，明確原電池原理內(nèi)涵和蓋斯定律的應(yīng)用，這些知識點都是高考熱點，常常以綜合題大題出現(xiàn)，涵蓋了化學(xué)反應(yīng)原理所有知識，利用教材基礎(chǔ)知識采用知識遷移的方法進行解答，難度中等．