Question

【題目】回答下列問題

(1)已知鈷屬于鐵系元素，其單質(zhì)與化合物的性質(zhì)與鐵相似，其常見化合價有+2和+3，則Co3O4與濃鹽酸反應能生成黃綠色氣體的離子方程式_________________。

(2)碳酸亞鐵(FeCO3)是菱鎂礦的主要成分，將FeCO3加熱到200℃開始分解為FeO和CO2，若在空氣中高溫煅燒FeCO3生成Fe2O3。

已知25℃，101kPa時： 4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=1648kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=393kJ/mol

2FeCO3(s)=2Fe(s)+2C(s)+3O2(g) △H=+1480kJ/mol

寫出FeCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3的熱化學方程式______________。

(3)將標準狀況下1.344L Cl2通入100mL0.5mol/lFeI2溶液中的離子方程式為_____________。

(4)1mol·L-1的NaAlO2溶液和3.0mol·L-1的HCl溶液等體積混合的離子方程式為________________

(5)用于驅(qū)動潛艇的液氨-液氧燃料電池示意圖如圖所示：

則電極1的電極反應式為：______________。

Answer 1

【答案】Co3O4+8H++2Cl-=3Co2++Cl2↑+4H2O 4FeCO3(s)+O2(g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H=-260kJ/mol 6Cl2+10I-+2Fe2+=12Cl-+5I2+2Fe3+ 3AlO2-+9H+=Al(OH)3↓+2Al3++3H2O 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O

【解析】

(1)Co3O4與濃鹽酸反應，能生成黃綠色氣體氯氣，同時得到還原產(chǎn)物氯化鈷，據(jù)此回答；

(2)FeCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3、CO2，將已知熱化學方程式疊加，可得該反應的熱化學方程式；

(3)先計算Cl2的物質(zhì)的量，然后利用還原性I->Fe2+，根據(jù)微粒的物質(zhì)的量多少，還原性強的先反應，然后是還原性弱的后反應，書寫離子方程式；

(4)二者的物質(zhì)的量比為1：3，轉(zhuǎn)化為沉淀時以1：1反應，沉淀溶解時，沉淀與酸以1：3反應，生成鋁離子；

(5)該裝置是原電池，在電極1上NH3失去電子，發(fā)生氧化反應，結(jié)合溶液中的OH-書寫電極反應式。

(1)Co3O4與濃鹽酸反應，能生成黃綠色氣體氯氣，同時得到還原產(chǎn)物氯化鈷，發(fā)生反應的離子方程式為：Co3O4+8H++2Cl-=3Co2++Cl2↑+4H2O；

(2)在空氣中加熱FeCO3可以和氧氣反應得到黑色Fe2O3，即4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2，

①4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H1=1648kJ/mol

②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H2=393kJ/mol

③2FeCO3(s)=2Fe(s)+2C(s)+3O2(g) △H3=+1480kJ/mol

①+4×②+2×③，整理可得4FeCO3(s)+O2(g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H=△H1+4×△H2+2×△H3=-260kJ/mol；

(3)n(Cl2)= 1.344L÷22.4L/mol=0.06mol，n(FeI2)=c·V=0.5mol/L×0.1L=0.05mol，n(Fe2+)=0.05mol，n(I-)=2n(FeI2)=0.1mol，由于還原性：I->Fe2+，首先發(fā)生反應：Cl2+2I-=2Cl-+I2，0.1molmolI-反應消耗0.05molCl2，還剩余0.01molCl2，發(fā)生反應Cl2+2Fe2+=2Cl-+Fe3+，0.01molCl2反應消耗0.02molFe2+，所以反應的離子方程式為6Cl2+10I-+2Fe2+=12Cl-+5I2+2Fe3+；

(4)假設溶液的體積為3L，則溶液中含有n(NaAlO2)=3.0mol，n(HCl)=9.0mol，首先發(fā)生反應：

AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓，AlO2-反應完全，H+消耗3mol，產(chǎn)生3mol Al(OH)3，還剩余6mol，發(fā)生反應：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O，6molH+反應會消耗2mol Al(OH)3，產(chǎn)生2mol Al3+，剩余1mol Al(OH)3，則1mol·L-1的NaAlO2溶液和3.0mol·L-1的HCl溶液等體積混合的離子方程式為3AlO2-+9H+=Al(OH)3↓+2Al3++3H2O；

(5)在電極1上NH3失去電子，變?yōu)?/span>N2，則電極1的電極反應式為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O。