Question

運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳的氧化物的性質(zhì)具有重要意義．
（1）CO₂是一種重要的物質(zhì)，但其過量排放，可能導(dǎo)致全球氣溫升高．下列措施不能夠有效控制CO₂所導(dǎo)致的溫室效應(yīng)的是______（填序號）
①大力發(fā)展低碳產(chǎn)業(yè)，提倡低碳生活，依法控制CO₂的過量排放
②禁止濫砍濫伐，植樹造林，恢復(fù)生態(tài)
③開發(fā)利用各種新型能源代替煤、石油、天然氣等化石能源
④提倡使用脫硫煤、無鉛汽油等清潔燃料
（2）常溫下，碳酸在水中的電離常數(shù)K_a1=4.2×10^-7，K_a2=5.6×10^-11；次氯酸在水中的電離常數(shù)K_a=4.7×10^-8．寫出84消毒液露置在空氣中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______．
（3）CO具有還原性，某同學(xué)設(shè)計(jì)圖示裝置（固定裝置及膠管略去）驗(yàn)證CO氣體能否與Na₂O₂反應(yīng)．

已知：H₂C₂O₄ CO₂↑+CO↑+H₂O，則實(shí)驗(yàn)選擇的最簡單的裝置接口連接順序?yàn)開_____；若CO能夠與Na₂O₂發(fā)生反應(yīng)，則預(yù)測反應(yīng)產(chǎn)物為______．
（4）已知C（s）+O₂（g）=CO₂（g），△H=-393.5kJ?mol^-1；CO（g）+O₂（g）=CO₂（g），△H=-283.0kJ?mol^-1，寫出CO₂ 和C（s）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式______．以CO為燃料制作燃料電池，電池的正極通入O₂和CO₂，負(fù)極通入CO，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽，放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為______．若使用該電池電解飽和食鹽水制取1molNaClO，則理論上需要氧氣的體積為（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）______L．

Answer 1

解：（1）①提倡低碳生活，依法控制CO₂的過量排放，可以有效控制二氧化碳的排放；故①正確；
②禁止濫砍濫伐，植樹造林，恢復(fù)生態(tài)，進(jìn)行光合作用吸收二氧化碳放出氧氣；故②正確；
③開發(fā)利用各種新型能源代替煤、石油、天然氣等化石能源，開發(fā)新能源替代化石燃料減少二氧化碳排放；故③正確；
④煤脫硫、無鉛汽油燃燒不能減少二氧化碳的排放；故④錯(cuò)誤；
故答案為：④；
（2）依據(jù)電離平衡常數(shù)比較碳酸酸性大于次氯酸，第一步電離大于次氯酸，第二步電離小于次氯酸的電離，結(jié)合84消毒液成分為次氯酸鈉和二氧化碳反應(yīng)生成的次氯酸見光分解分析可知；次氯酸鈉和二氧化碳、水反應(yīng)生成次氯酸和碳酸氫鈉，次氯酸見光分解生成鹽酸和氧氣，反應(yīng)的離子方程式為：ClO^-+CO₂+H₂O=HClO+HCO₃^-；2HClO=2H⁺+2Cl^-+O₂↑；
故答案為：ClO^-+CO₂+H₂O=HClO+HCO₃^-；2HClO=2H⁺+2Cl^-+O₂↑；
（3）依據(jù)反應(yīng)生成產(chǎn)物結(jié)合試驗(yàn)?zāi)渴球?yàn)證CO氣體能否與Na₂O₂反應(yīng)的分析，通入過氧化鈉前需要除去二氧化碳、水；所以依據(jù)題干圖裝置可知，先除去二氧化碳，再用濃硫酸干燥，導(dǎo)氣管的連接順序?yàn)椋篴bcf；依據(jù)二氧化碳和過氧化鈉的反應(yīng)類推分析得到生成產(chǎn)物為碳酸鈉；
故答案為：abcf；Na₂CO₃；
（4）已知①C（s）+O₂（g）=CO₂（g），△H=-393.5kJ?mol^-1；②CO（g）+O₂（g）=CO₂（g），△H=-283.0kJ?mol^-1，依據(jù)蓋斯定律計(jì)算，①-②×2得到CO₂ 和C（s）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CO₂（g）+C（s）=2CO（g）△H=+172.5 kJ?mol^-1；以CO為燃料制作燃料電池，電池的正極通入O₂和CO₂，負(fù)極通入CO，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽，依據(jù)原電池反應(yīng)原理可知負(fù)極是一氧化碳失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳的過程，根據(jù)電解質(zhì)環(huán)境是熔融碳酸鹽和電子守恒得到負(fù)極電極反應(yīng)為：CO+CO₃^2-→2CO₂+2e^-；
使用該電池電解飽和食鹽水制取1molNaClO，結(jié)合電解反應(yīng)化學(xué)方程式計(jì)算，2NaCl+2H₂O2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；Cl₂+2NaOH=NaClO+NaCl+H₂O；得到NaCl+H₂ONaClO+H₂↑依據(jù)電子守恒得到：O₂～4e-～2NaClO，則理論上需要氧氣物質(zhì)的量為0.5mol，氧氣的體積為（標(biāo)準(zhǔn)狀況下） 11.2L；
故答案為：CO₂（g）+C（s）=2CO（g）△H=+172.5kJ?mol^-1；CO+CO₃^2-→2CO₂+2e^-；11.2；
分析：（1）①提倡低碳生活，依法控制CO₂的過量排放，可以有效控制二氧化碳的排放；
②植樹造林，進(jìn)行光合作用吸收二氧化碳放出氧氣；
③開發(fā)新能源替代化石燃料減少二氧化碳排放；
④煤脫硫后燃燒不能減少二氧化碳的排放；
（2）依據(jù)電離平衡常數(shù)比較碳酸酸性大于次氯酸，第一步電離大于次氯酸，第二步電離小于次氯酸的電離，結(jié)合84消毒液成分為次氯酸鈉和二氧化碳反應(yīng)生成的次氯酸見光分解分析；
依據(jù)反應(yīng)生成產(chǎn)物結(jié)合試驗(yàn)?zāi)渴球?yàn)證CO氣體能否與Na₂O₂反應(yīng)的分析，通入過氧化鈉前需要除去二氧化碳、水；依據(jù)二氧化碳和過氧化鈉的反應(yīng)類推分析得到生成產(chǎn)物為碳酸鈉；
（4）依據(jù)熱化學(xué)方程式結(jié)合蓋斯定律計(jì)算得到；依據(jù)熱量電池是燃料做原電池的負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣做正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)；依據(jù)電子守恒計(jì)算需要的氧氣
點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的方案設(shè)計(jì)，熱化學(xué)方程式，原電池原理的應(yīng)用，電解計(jì)算，電離平衡常數(shù)的表方法，化學(xué)方程式的電子守恒的計(jì)算應(yīng)用，題目難度中等．