Question

I．已知在常溫常壓下：
①2CH₃OH（l）十3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ?mol^-1
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ?mol^-1
寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式

 

．
Ⅱ．磷酸（H₃PO₄）在水溶液中各種存在形式物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)δ隨pH的變化曲線如圖1：

（1）在Na₃PO₄溶液中，

c(Na+)

c(PO43-)

 

 3（填“＞”“=”“＜”），向Na₃PO₄溶液中滴入稀鹽酸后，pH從10降低到5的過程中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（2）從圖1中推斷NaH₂PO₄溶液中各種微粒濃度大小關(guān)系正確的是

 

．（填選項(xiàng)字母）
A、C（Na⁺）＞C（H₂PO₄^-）＞C（H⁺）＞C（HPO₄^2-）＞C（H₃PO₄）
B、C（Na⁺）＞C（H₂PO₄^-）＞C（OH^-）＞C（ H₃PO₄）＞C（HPO₄^2-）
C、C（H⁺）+C（Na⁺）=C（OH^-）+C（H₂PO₄^-）+2C（HPO₄^2-）+3C（PO₄^3-）+C（H₃PO₄）
D、C（Na⁺）=C（H₂PO₄^-）+C（HPO₄^2-）+C（PO₄^3-）+C（H₃PO₄）
（3）假設(shè)25℃條件下測(cè)得0.1mol?L^-1的Na₃PO₄溶液的pH=12，近似計(jì)算出Na₃PO₄的第一步水解的水解常數(shù)Kh（寫出計(jì)算過程，忽略Na₃PO₄的第二、第三步水解，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
Ⅲ．化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起著十分重要的作用，電化學(xué)降解法可用于治理酸性水中的硝酸鹽污染．電化學(xué)降解NO₃^-的原理如圖2所示．電源正極為

 

（填A(yù)或B），陰極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,原電池和電解池的工作原理,離子濃度大小的比較

專題：基本概念與基本理論

分析：Ⅰ、依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算所需熱化學(xué)方程式；
Ⅱ、（1）磷酸鈉中鈉離子不水解、磷酸根離子水解；向Na₃PO₄溶液中滴入稀鹽酸后，pH從10降低到5的過程中HPO₄^2-濃度減小、H₂PO₄^- 濃度增大；
（2）NaH₂PO₄溶液鈉離子不水解、H₂PO₄^- 水解和電離，溶液呈酸性，溶液中存在電荷守恒和物料守恒；
（3）依據(jù)水解離子方程式和平衡常數(shù)概念計(jì)算；
Ⅲ、根據(jù)圖象知，硝酸根離子得電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則Ag-Pt作陰極，Pt電極為陽(yáng)極，A為正極，B為負(fù)極，以此解答該題．

解答： 解：I．①2CH₃OH（l）十3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ?mol^-1
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ?mol^-1
依據(jù)蓋斯定律①÷2-②×2得到：CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8kJ/mol；
故答案為：CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8kJ/mol；
II．（1）磷酸鈉中鈉離子不水解、磷酸根離子水解，所以

c(Na+)

c(PO43-)

＞3；向Na₃PO₄溶液中滴入稀鹽酸后，pH從10降低到5的過程中HPO₄^2-濃度減小、H₂PO₄^- 濃度增大，所以發(fā)生的反應(yīng)為 HPO₄^2-+H⁺═H₂PO₄^-，
故答案為：＞；HPO₄^2-+H⁺═H₂PO₄^-；
（2）A、鈉離子不水解，濃度最大，H₂PO₄^-電離程度大于水解程度，溶液呈酸性，電離程度和水解程度都較小，所以溶液中存在C（Na⁺）＞C（H₂PO₄^-）＞C（H⁺）＞C（HPO₄^2-）＞C（H₃PO₄），故A正確；
B、H₂PO₄^-電離程度大于水解程度，所以C（HPO₄^2-）＞C（H₃PO₄），故B錯(cuò)誤；
C、溶液中存在電荷守恒C（H⁺）+C（Na⁺）=C（OH^-）+C（H₂PO₄^-）+2C（HPO₄^2-）+3C（PO₄^3-），故C錯(cuò)誤；
D、溶液中存在物料守恒C（Na⁺）=C（H₂PO₄^-）+C（HPO₄^2-）+C（PO₄^3-）+C（H₃PO₄），故D正確；
故選AD；
（3）依據(jù)化學(xué)平衡三段式計(jì)算   PO₄^3-+H₂O?HPO₄^2-+OH^-
起始濃度（mol?L^-1）：0.1            0       0
變化濃度（mol?L^-1）：0.01           0.01     0.01
平衡濃度（mol?L^-1）：0.09           0.01     0.01  
K_h═

c(HP042-)×c(OH-)

c(PO43-)

═

0.01×0.01

0.09

═1.1×10 ^-3mol?L^-1；
答：Na₃PO₄的第一步水解的水解常數(shù)Kh為1.1×10 ^-3mol?L^-1；
 III． 由圖示知在Ag-Pt電極上NO₃^-發(fā)生還原反應(yīng)，因此Ag-Pt電極為陰極，則B為負(fù)極，A為電源正極，在陰極反應(yīng)是NO₃^-得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成N₂，利用電荷守恒與原子守恒知有H₂O參與反應(yīng)且有水生成，所以陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為：2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂+6H₂O，
故答案為：A；2NO₃^-+10e^-+12H⁺=6H₂O+N₂↑．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解原理，明確陰陽(yáng)極上發(fā)生的電極反應(yīng)及離子移動(dòng)方向、陰陽(yáng)極的判斷方法等知識(shí)點(diǎn)即可解答，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫鹽類水解，根據(jù)溶液中的溶質(zhì)及其溶液酸堿性來分析解答，根據(jù)電荷守恒、物料守恒確定離子濃度大小，難點(diǎn)是水解平衡常數(shù)的計(jì)算，利用三段式法解答，題目難度中等．