Question

酒后駕車已成為一個(gè)社會(huì)問題，2013年1月1日起執(zhí)行的新交規(guī)對(duì)酒后駕車作出嚴(yán)厲的處罰規(guī)定．檢測駕駛?cè)藛T呼氣中酒精濃度（BrAC）的方法有多種．
（1）早期是利用檢測試劑顏色變化定性判斷BrAC，曾用如下反應(yīng)檢測BrAC：
3CH₃CH₂OH+2KMnO₄→3CH₃CHO+2MnO₂+2KOH+2H₂O
上述反應(yīng)中發(fā)生還原反應(yīng)的過程是

 

→

 

（2）受上述方法啟發(fā)，后來用五氧化二碘的淀粉溶液檢測BrAC，溶液變藍(lán)，乙醇被氧化為乙醛．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（3）已知：①2CH₃OH（l）+3CO₂（g）+4H₂O（g）△H₁=-1275.6kJ?mol^-1
②2CO（g）=2CO₂（g）△H₂=-566.0kJ?mol^-1
③H₂0（g）=H₂O（l）△H₃=-44.0kJ?mol^-1
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：

 

．
（4）如圖是一種酸性燃料電池酒精檢測儀，具有自動(dòng)吹氣流量偵測與控制的功能，非常適合進(jìn)行現(xiàn)場酒精檢測．則該電池的負(fù)極反應(yīng)式為

 

，正極反應(yīng)式為

 

．
（5）將0.2mol CO₂氣體通入150mL、2mol?L^-1的NaOH溶液中，完全反應(yīng)后所得溶液中各離子濃度由大到小的順序是

 

．

Answer 1

分析：（1）氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)生成還原產(chǎn)物，反應(yīng)中KMnO₄中Mn元素化合物由+7價(jià)降低為MnO₂中+4價(jià)；
（2）五氧化二碘的淀粉溶液檢測BrAC，乙醇被氧化為乙醛，用淀粉檢驗(yàn)碘的生成，溶液變藍(lán)，反應(yīng)有碘生成；
（3）根據(jù)CO和CH₃OH的熱方程式，結(jié)合蓋斯定律來分析甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)圖示得出酸性燃料電池的反應(yīng)物和生成物，再根據(jù)原電池原理寫出該電池的反應(yīng)式；
（5）二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)：當(dāng)n（CO₂）：n（NaOH）≥1：1時(shí)反應(yīng)生成碳酸氫鈉，當(dāng)n（CO₂）：n（NaOH）≤1：2時(shí)生成碳酸鈉，當(dāng)

1

2

＜n（CO₂）：n（NaOH）＜1時(shí)生成碳酸鈉和碳酸氫鈉，據(jù)此分析解答；

解答：解：（1）反應(yīng)中KMnO₄中Mn元素化合物由+7價(jià)降低為MnO₂中+4價(jià)，KMnO₄發(fā)生還原反應(yīng)生成MnO₂，
故答案為：KMnO₄，MnO₂；
（2）五氧化二碘的淀粉溶液檢測BrAC，乙醇被氧化為乙醛，用淀粉檢驗(yàn)碘的生成，溶液變藍(lán)，反應(yīng)有碘生成，反應(yīng)方程式為：I₂O₅+5CH₃CH₂OH→I₂+5CH₃CHO+5H₂O，
故答案為：I₂O₅+5CH₃CH₂OH→I₂+5CH₃CHO+5H₂O；
（3）①2CH₃OH（l）+3O₂（g）=3CO₂（g）+4H₂O（g）△H₁=-1275.6kJ?mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0kJ?mol^-1
③H₂0（g）=H₂O（l）△H₃=-44.0kJ?mol^-1
由蓋斯定律可知用【①-②】×

1

2

+③×2得反應(yīng)CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l），該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=-726.5kJ?mol^-1-（-283.0kJ?mol^-1）=-442.8kJ?mol^-1，
故答案為：CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l）△H=-442.8kJ?mol^-1；
（4）根據(jù)圖可知，該原電池的燃料為乙醇和氧氣，生成物乙酸和水，電解質(zhì)為酸性溶液，原電池負(fù)極失去電子發(fā)生了氧化反應(yīng)，所以負(fù)極反應(yīng)為乙醇失去電子生成乙酸，電極反應(yīng)為：CH₃CH₂OH+H₂O-4e^-=CH₃COOH+4H⁺，正極在酸性條件下氧氣得到電子發(fā)生了還原反應(yīng)：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，
故答案為：CH₃CH₂OH+H₂O-4e^-=CH₃COOH+4H⁺；O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
（5）解：n （CO₂）=0.2mol，150mL、2mol?L^-1的NaOH溶液中n（NaOH）=C×V=0.3mol，則有：2＞

n(NaOH)

n(CO2)

=

3

2

＞1，則反應(yīng)的可能方程式有：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，CO₂+NaOH=NaHCO₃，所以：所得產(chǎn)物為Na₂CO₃和NaHCO₃，設(shè)所得產(chǎn)物中含Na₂CO₃為xmol，NaHCO₃為ymol，
則得方程組：

x+y=0.2 2x+y=0.3

解得：x=0.1，y=0.1，在含等物質(zhì)的量的碳酸鈉、碳酸氫鈉的溶液中，c（Na⁺）最大，碳酸根離子水解大于碳酸氫根離子的水解，則c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），水解使溶液顯堿性，則c（OH^-）＞c（H⁺），顯性離子大于隱性離子，所以c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
即離子濃度大小為c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了利用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算、化學(xué)電源燃料電池、離子濃度大小比較等知識(shí)，利用極限法進(jìn)行分析二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)是解答本題的難點(diǎn)，注意碳酸根離子水解程度大，題目難度中等．