Question

能源的開發(fā)、利用與人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)，怎樣充分利用好能源是擺在人類面前的重大課題。
I．已知：Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H= a kJ•mol^-1
         CO（g）+1/2O₂（g）=CO₂（g）△H= b kJ•mol^-1
         C（石墨）+O₂（g）=CO₂（g）△H= c kJ•mol^-1
則反應(yīng)：4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）的焓變△H=          kJ•mol^-1
Ⅱ．（1）依據(jù)原電池的構(gòu)成原理，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是      
    A．C（s）+CO₂（g）= 2CO（g）
    B．NaOH（aq）+HCl（aq）= NaCl（aq）+H₂O（l）
    C．2H₂O（l）= 2H₂（g）+O₂（g）
    D．CH₄（g）+2O₂（g）= CO₂（g）+2H₂O（l）
若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液，依據(jù)所選反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池，請(qǐng)寫出該原電池的電極反應(yīng)
負(fù)極：                                             
正極：                                            

（2）二氧化氯（ClO₂）是一種高效安全的自來水消毒劑。ClO₂是一種黃綠色氣體，易溶于水．實(shí)驗(yàn)室以NH₄Cl、鹽酸、NaClO₂為原料制備ClO₂流程如下：

已知：電解過程中發(fā)生的反應(yīng)為：
NH₄Cl+2HCl        NCl₃+3H₂↑；假設(shè)NCl₃中氮元素為+3價(jià)．

①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式                                

陽極的電極反應(yīng)式                                
②在陽極上放電的物質(zhì)（或離子）是                 
③除去ClO₂中的NH₃可選用的試劑是             （填序號(hào)）
A．生石灰       B．堿石灰       C．濃H₂SO₄       D．水
④在生產(chǎn)過程中，每生成1mol ClO₂，需消耗            mol NCl₃．

Answer 1

解：Ⅰ、依據(jù)蓋斯定律（③-②）×6-①×2得到4Fe（s）+3O₂（g）=2Fe₂O₃（s）△H=6（c-b）-2a  kJ•mol^-1Ⅱ

（1）設(shè)計(jì)成原電池需要是自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)；故D選；

負(fù)極電極反應(yīng)為：CH₄-8e^-+10OH^-=CO₃^2-+7H₂O；
正極電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；；
（2）①電解時(shí)陰極上是氫離子得到電子生成氫氣，陰極的電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-=H₂↑，陽極的電極反應(yīng)式為：NH₄⁺-6e^-+3Cl^-=NCl₃+4H⁺
②電解時(shí)陽極上是銨根離子失去電子生成氫氣，故答案為：NH₄Cl（NH₄⁺）；
③C
④則該反應(yīng)的離子反應(yīng)為NCl₃+3H₂O+6ClO^-₂=6ClO₂↑+3Cl^-+3OH^-+NH₃↑，生產(chǎn)過程中，每生成1mol ClO₂，需消耗1/6mol，