Question

9．節(jié)能減排是當今社會的熱門話題，研發(fā)混合動力汽車對于中國汽車業(yè)的未來具
有重要的戰(zhàn)略意義．混合動力汽車持續(xù)工作時間長，動力性好的優(yōu)點，無污染、低噪聲的好
處，汽車的熱效率可提高10%以上，廢氣排放可改善30%以上，某種混合動力汽車的動力系
統(tǒng)由“1.6L汽油機十自動變速器十20kW十200V鎳氫電池”組成．
①混合動力汽車所用的燃料之一是乙醇，lg乙醇完全燃燒生成CO₂氣體和液態(tài)H₂O
放出30.0kJ熱量，寫出乙醇燃燒的燃燒熱的熱化學(xué)方程式C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂+（g）+3H₂O（l）△H=-1380kJ/mol．
②鎳氫電池的使用可以減少對環(huán)境的污染，它采用儲氫金屬為負極，堿液NaOH為電解液，鎳氫電池充電時發(fā)生反應(yīng)Ni（OH）₂═NiO（OH）+$\frac{1}{2}$H₂．其放電時的正極的電極反應(yīng)方程式為NiO（OH）+H₂O+e^-═Ni（OH）₂+OH^-．
③常溫下，同濃度的Na₂CO₃溶液和NaHCO₃溶液的pH都大于7，兩者中哪種的pH更大，其原因是Na₂CO₃，CO₃^2-水解比HCO₃^-水解程度大，產(chǎn)生的OH^-更多，所以Na₂CO₃溶液的堿性比NaHCO₃的大，溶液pH大．0.1mol•L^-1Na₂CO₃中陰離子濃度大小關(guān)系是c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-），向0.1mol•L^-1NaHCO₃溶液中滴入少量氫氧化鋇溶液，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Ba²⁺+2OH^-+2HCO₃^-═BaCO₃↓+CO₃^2-+2H₂O．
（2）二氧化錳、鋅是制備干電池的重要原料，工業(yè)上用軟錳礦（含MnO₂）和閃鋅礦（含ZnS）聯(lián)合生產(chǎn)二氧化錳、鋅的工藝如下：

①操作Ⅰ需要的玻璃儀器是漏斗、燒杯、玻璃棒．
②軟錳礦（含MnO₂）和閃鋅礦與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO₂+ZnS+2H₂SO₄═MnSO₄+ZnSO₄+S↓+2H₂O，上述電解過程中，當陰極生成6.5g B時陽極生成的MnO₂的質(zhì)量為8.7g．
③利用鋁熱反應(yīng)原理，可以從軟錳礦中提取錳，發(fā)生的化學(xué)方程式為3MnO₂+4Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al₂O₃+3Mn．

Answer 1

分析 （1）①1g乙醇完全燃燒生成CO₂氣體和液態(tài)H₂O放出30.0kJ熱量，計算46g乙醇燃燒放熱，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)的焓變寫出熱化學(xué)方程式；
②依據(jù)原電池反應(yīng)，放電時的正極的電極反應(yīng)是得到電子發(fā)生還原反應(yīng)NiO（OH）反應(yīng)生成Ni（OH）₂，
③碳酸鈉溶液中碳酸根離子水解程度大于碳酸氫根離子水解程度分析；碳酸鈉溶液中碳酸根離子水解顯堿性以此比較陰離子濃度大小，向0.1mol•L^-1 Na₂CO₃溶液中滴入少量氫氧化鋇溶液，氫氧化鋇全部反應(yīng)，離子方程式中符合化學(xué)式組成比；
（2）①操作Ⅰ是溶液和固體分離需要過濾操作，依據(jù)過濾裝置分析需要的玻璃儀器；
②工業(yè)上用軟錳礦（含MnO₂）和閃鋅礦（含ZnS），溶于稀硫酸得到硫酸錳、硫酸鋅和單質(zhì)硫，電極電解質(zhì)溶液得到陽極上是MnO₂，陰極上是鋅；依據(jù)電極反應(yīng)和電子守恒計算；
③鋁熱反應(yīng)原理，可以從軟錳礦中提取錳，是利用鋁和二氧化錳高溫加熱反應(yīng)生成錳和氧化鋁，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）①1g乙醇完全燃燒生成CO₂氣體和液態(tài)H₂O放出30.0kJ熱量，46g乙醇燃燒放熱1380kJ，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)的焓變寫出熱化學(xué)方程式為：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂+（g）+3H₂O（l）△H=-1380kJ/mol，
故答案為：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂+（g）+3H₂O（l）△H=-1380kJ/mol；
②儲氫金屬為負極，堿液NaOH為電解液，鎳氫電池充電時發(fā)生反應(yīng)Ni（OH）₂=NiO（OH）+$\frac{1}{2}$H₂，放電時的，NiO（OH）反應(yīng)生成Ni（OH）₂，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)
正極的電極反應(yīng)方程式，NiO（OH）+H₂O+e^-═Ni（OH）₂+OH^-； 
故答案為：NiO（OH）+H₂O+e^-═Ni（OH）₂+OH^-； 
③常溫下，同濃度的Na₂CO₃溶液和NaHCO₃溶液的pH都大于7，碳酸鈉溶液中碳酸根離子水解程度大于碳酸氫根離子水解程度，所以碳酸鈉溶液的pH更大；
碳酸鈉溶液中碳酸根離子水解顯堿性，氫氧根離子來自水的電離和碳酸根離子的水解，則c（OH^-）＞c（HCO₃^-），碳酸鈉溶液中陰離子濃度大小為：c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）；
向0.1mol•L^-1 Na₂CO₃溶液中滴入少量氫氧化鋇溶液，氫氧化鋇全部反應(yīng)，離子方程式中符合化學(xué)式組成比，反應(yīng)的離子方程式為：Ba²⁺+2OH^-+2HCO₃^-═BaCO₃↓+CO₃^2-+2H₂O，
故答案為：Na₂CO₃，CO₃^2-水解比HCO₃^-水解程度大，產(chǎn)生的OH^-更多，所以Na₂CO₃溶液的堿性比NaHCO₃的大，溶液pH大；c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）；Ba²⁺+2OH^-+2HCO₃^-═BaCO₃↓+CO₃^2-+2H₂O；
（2）①操作Ⅰ是溶液和固體分離，操作方法為過濾，過濾操作需要的玻璃儀器為：漏斗、燒杯、玻璃棒，
故答案為：漏斗、燒杯、玻璃棒；
②軟錳礦（含MnO₂）和閃鋅礦（含ZnS），溶于稀硫酸得到硫酸錳、硫酸鋅和單質(zhì)硫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO₂+ZnS+2H₂SO₄═MnSO₄+ZnSO₄+S↓+2H₂O；
電極電解質(zhì)溶液得到陽極上是MnO₂，陰極上得到的是鋅；依據(jù)電極反應(yīng)和電子守恒計算，Mn²⁺～MnO₂～2e^-、Zn²⁺～Zn～2e^-，當陰極生成6.5g B物質(zhì)的量為0.1mol，則陽極生成的MnO₂的物質(zhì)的量為0.1mol，質(zhì)量=0.1mol×87g/mol=8.7g，
故答案為：MnO₂+ZnS+2H₂SO₄═MnSO₄+ZnSO₄+S↓+2H₂O；8.7 g；
③利用鋁熱反應(yīng)原理，可以從軟錳礦中提取錳，鋁和二氧化錳高溫加熱反應(yīng)生成錳和氧化鋁，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3MnO₂+4Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al₂O₃+3Mn，
故答案為：3MnO₂+4Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Al₂O₃+3Mn．

點評 本題考查較為綜合，涉及熱化學(xué)方程式書寫方法、原電池、電解池原理的分析應(yīng)用、鹽類水解和溶液中離子濃度大小，題目難度中等，明確實驗?zāi)康�、實驗原理為解答關(guān)鍵，試題知識點較多，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用能力．