Question

【題目】I．二甲醚是一種重要的清潔燃料．合成二甲醚是解決能源危機(jī)的研究方向之一．

（1）用CO2和H2可以合成二甲醚（CH3OCH3）

已知：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H1=﹣90.1kJ/mol

CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H2=﹣41.1kJ/mol

2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H3=﹣24.5kJ/mol

則反應(yīng)2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=____________．

（2）二甲醚（CH3OCH3）燃料電池可以提升能量利用率．利用二甲醚酸性介質(zhì)燃料電池電解200mL飽和食鹽水（惰性電極），電解一段時(shí)間后，陰極收集到標(biāo)況下的氫氣2.24L（設(shè)電解后溶液體積不變）

①二甲醚燃料電池的正極反應(yīng)式為_____________________________．

②請(qǐng)寫(xiě)出電解食鹽水的化學(xué)方程式____________________．

③電解后溶液的pH=_________．

II．室溫下，0.1 mol·L－l的KOH溶液滴10.00mL 0.10 mol·L－l H2C2O4 (二元弱酸）溶液，所得滴定曲線如圖(混合溶液的體積可看成混合前溶液的體積之和)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（3）點(diǎn)③所示溶液中所有離子的濃度由大到小的順序?yàn)椋?/span>___________________。點(diǎn)④所示溶液中：c(K+)+c(H2C2O4)+c(HC2O4－)+c(C2O422-)＝________mol/L。

Answer 1

【答案】﹣122.5 kJ·mol﹣1 O2+4e﹣+4H+=2H2O 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 14 c(K+)>c(HC2O4―)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH―) 0.10

【解析】

I．（1）利用蓋斯定律計(jì)算所需熱化學(xué)方程式；

（2））①原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，二甲醚在負(fù)極放電，酸性條件下生成二氧化碳碳，正極是氧氣得到電子在酸性溶液中生成水，結(jié)合電荷守恒和原子守恒書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)；
②電極飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣；
③根據(jù)電解氯化鈉溶液的電解方程式來(lái)求溶液的pH，結(jié)合電極反應(yīng)和電子守恒計(jì)算消耗二甲醚的質(zhì)量．

II．（3）點(diǎn)③時(shí)兩溶液恰好完全反應(yīng)生成了KHC2O4，溶液顯酸性，HC2O4-的電離程度大于水解程度；

（4）結(jié)合物料守恒進(jìn)行分析；

：（1）利用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算，將三個(gè)方程式進(jìn)行形式變換，
①CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H1=-90.1kJ/mol
②CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H2=-41.1kJ/mol
③2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H3=-24.5kJ/mol
蓋斯定律計(jì)算①×2-2×②+③得到：2CO2（g）+6H2（g）=CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=-122.5 kJmol-1，故答案：-122.5 kJmol-1；

（2））①正極上是氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，在酸性溶液中生成生成水，故答案為：O2+4e-+4H+=2H2O；

②電極飽和食鹽水陽(yáng)極氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，陰極氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，同時(shí)溶液中生成氫氧化鈉，故答案為：；

③生成的氫氣為2.24L（標(biāo)況）即為0.1mol，根據(jù)點(diǎn)解方程式可知此過(guò)程中生成氫氧根0.2mol，忽略溶液的體積變化，則c（OH-）=0.2mol/200mL=1mol/L，故pH值為14，故答案為：14；

II．（3）點(diǎn)③時(shí)兩溶液恰好完全反應(yīng)生成了KHC2O4，溶液顯酸性，HC2O4-的電離程度大于水解程度，則溶液中離子濃度關(guān)系為：c（K+）＞c（HC2O4-）＞c（H+）＞c（C2O42-）＞c（OH-）；

（4）點(diǎn)④所示的溶液的體積25mL，根據(jù)物料守恒：c（HC2O4-）+c（H2C2O4）+c（C2O42-）=0.10mol/L× =0.04mol/L；c（K+）=0.10mol/L×=0.06mol/L，所以c（HC2O4-）+c（H2C2O4）+c（C2O42-）+c（K+）=0.10molL-1，故答案為：0.10；