Question

【題目】I．碳酸鈉是一種重要的化工原料，主要采用氨堿法生產(chǎn)。回答下列問(wèn)題：

(1)已知：①2NaOH(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+H2O(g) ΔH1=127.4kJ/mol

②NaOH(s)+CO2(g) = NaHCO3(s) ΔH2=131.5kJ/mol

反應(yīng)2NaHCO3(s)=Na2CO3(s) +H2O(g) +CO2(g)的ΔH=____kJ/mol，不同溫度下NaHCO3分解反應(yīng)的平衡常數(shù)K313K____K298K(填“大于"“小于”或“等于”)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=______。

(2)向含有BaSO4固體的溶液中滴加Na2CO3溶液，當(dāng)有BaCO3沉淀生成時(shí)溶液中=____。（保留一位小數(shù)，已知Ksp(BaCO3)=2.6×109 ，Ksp(BaSO4)=1.1×1010）

II．Mg﹣H2O2電池可用于驅(qū)動(dòng)無(wú)人駕駛的潛航器，該電池以海水為電解質(zhì)溶液，其工作原理如圖所示，電池總反應(yīng)是：Mg+H2O2+2H+═ Mg2++2H2O

(1)負(fù)極材料為_____，發(fā)生___反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）

(2)兩極電極反應(yīng)式為：

負(fù)極：_________________；正極：_________________；

(3)有4.8gMg反應(yīng)時(shí)時(shí)，外電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)為______。

Answer 1

【答案】+135.6 大于 c(CO2)·c(H2O) 23.6 Mg 氧化 Mg-2e-=Mg2+ H2O2+2e-+2H+=2H2O 0.4NA或2.408×1023

【解析】

I.(1)①2NaOH(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+H2O(g) △H1=-127.4kJ/mol

②NaOH(s)+CO2(g)═NaHCO3(s) △H2=-131.5kJ/mol

①-2×②整理可得：2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)的反應(yīng)熱；

根據(jù)反應(yīng)熱判斷溫度對(duì)該反應(yīng)的影響，結(jié)合平衡常數(shù)的含義，進(jìn)而可得不同溫度下的K值大小；

(2)當(dāng)碳酸鋇、硫酸鋇兩種沉淀共存時(shí)，溶液中鋇離子濃度為定值，根據(jù)溶度積計(jì)算；

II.負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)（或活動(dòng)性不同的電極，活潑的為負(fù)極，不活潑的為正極），正極上溶液中的溶質(zhì)H2O2獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，Mg是+2價(jià)金屬，結(jié)合閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等分析計(jì)算。

(1)①2NaOH(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+H2O(g) △H1=-127.4kJ/mol

NaOH(s)+CO2(g)═NaHCO3(s) △H2=-131.5kJ/mol

①-2×②得，2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) △H =+135.6 kJ/mol；

由于該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)增大，所以K313K>K298K；由于化學(xué)平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各種生成物濃度冪之積與各種反應(yīng)物濃度冪之積的比，固體物質(zhì)不出現(xiàn)在平衡常數(shù)表達(dá)式中，生成物只有CO2、H2O是氣體，所以根據(jù)平衡常數(shù)的含義，可得該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=c(CO2)·c(H2O)；

(2)向含有BaSO4固體的溶液中滴加Na2CO3溶液，當(dāng)有BaCO3沉淀生成時(shí)，溶液中=23.6；

II.(1)在Mg﹣H2O2電池中，Mg失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Mg2+，所以Mg為負(fù)極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)；

(2)負(fù)極上Mg失去電子，電極反應(yīng)式為：Mg-2e-=Mg2+；正極上，溶液中H2O2獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：H2O2 +2e-+2H+=2H2O；

(3) 4.8gMg的物質(zhì)的量為n(Mg)=4.8g÷24g/mol=0.2mol，由于Mg是+2價(jià)的金屬，所以在整個(gè)閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目為n(e-)=0.2mol×2×NA/mol=0.4NA。