Question

【題目】Ⅰ：為使空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)，完成二氧化硫，氮氧化物排放量下降的目標(biāo)，離不開各種化學(xué)處理方法。一定條件下，用CO處理燃煤煙氣中的SO2可生成液態(tài)硫，實(shí)現(xiàn)硫的回收。

己知：2CO(g)+O2(g)2CO2(g)△H=-566kJ·mol-1

S(l)+O2(g)SO3(g)△H=-296kJ·mol-1

則用CO處理燃煤煙氣中SO2的熱化學(xué)方程式是___________________。

Ⅱ：如圖所示，某同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池并探究氯堿工業(yè)原理和粗銅的精煉原理，其中乙裝置中X為陽離子交換膜。根據(jù)要求回答相關(guān)問題：

（1）甲醚燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式____________。

（2）石墨電極(C)的電極反應(yīng)式為____________________________________。

（3）如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì)，丙裝置中反應(yīng)一段時(shí)間，硫酸銅溶液濃度將____________(填“增大”“減小”或“不變”)。

（4）若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，有2.24L氧氣參加反應(yīng)，丙裝置中陰極析出銅的質(zhì)量為____________；則乙裝置中生成標(biāo)況下氣體的體積為____________。

Answer 1

【答案】 2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(l)△H=-270kJ/mol CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O 2Cl--2e-=Cl2↑ 減小 12.8g 8.96L

【解析】Ⅰ：根據(jù)蓋斯定律可以寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。

Ⅱ：(1)燃料電池中，投放燃料的電極是負(fù)極,投放氧化劑的電極是正極,據(jù)此可以寫出正負(fù)極極反應(yīng)方程式。

(2) 甲醚燃料電池中，通入甲醚的一極為原電池的負(fù)極，與之相連的為電解池的陰極；通入氧氣一極為原電池的正極，與之相連的為電解池的陽極；鐵電極連接原電池的負(fù)極,為電解池的陰極,石墨為陽極,氯離子放電被氧化生成氯氣。

（3）粗銅含有鋅、銀等雜質(zhì), 粗銅的精煉過程中，鋅失電子進(jìn)入溶液中，銅離子得電子在陰極析出，溶液中銅離子濃度減小，當(dāng)銅失電子進(jìn)入溶液后，溶液中銅離子濃度才會(huì)保持不變。

（4）根據(jù)原電池、電解池的各極反應(yīng)關(guān)系，以及串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等規(guī)律，找出相關(guān)物質(zhì)間的關(guān)系O2—Cu-2H2-2Cl2，進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

Ⅰ：根據(jù)蓋斯定律：第一個(gè)反應(yīng)減去第二個(gè)反應(yīng)整理得出CO 處理燃煤煙氣的熱化學(xué)方程式：2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(l)△H=-270kJ/mol ；正確答案：2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(l)△H=-270kJ/mol。

Ⅱ：(1)燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,屬于原電池,投放燃料的電極是負(fù)極,投放氧化劑的電極是正極,所以通入氧氣的電極是正極,負(fù)極上甲醚失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水,電極反應(yīng)式為: CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O ；正確答案：CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O。

(2)乙池有外接電源屬于電解池,鐵電極連接原電池的負(fù)極,所以是陰極,則石墨電極是陽極,陽極上氯離子放電生成氯氣,電極反應(yīng)式為: 2Cl--2e-=Cl2↑ ；正確答案: 2Cl--2e-=Cl2↑。

(3)如果粗銅中含有鋅、銀等雜質(zhì),陽極上不僅銅還有鋅失電子進(jìn)入溶液,陰極上析出銅離子,陽極電極方程式分別為Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等知,陽極上溶解的銅小于陰極上析出的銅,所以丙裝置中反應(yīng)一段時(shí)間,硫酸銅溶液濃度將減小；正確答案:減小。

(4) 丙裝置為粗銅的精煉，陰極銅離子得電子生成銅；根據(jù)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等得氧氣和銅的關(guān)系式為:O2—2Cu,已知氧氣的量為2.24/22.4=0.1mol，所以析出銅的量為0.2 mol，質(zhì)量0.2×64=128g；乙裝置中為電解飽和食鹽水，陰極生成氫氣，陽極產(chǎn)生氯氣；根據(jù)串聯(lián)電池中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等得氧氣、氫氣和氯氣的關(guān)系式為: O2—2H2-2Cl2，已知氧氣的量為2.24/22.4=0.1mol，所以氫氣的量為0.2 mol，氯氣的量為0.2 mol，則乙裝置中生成標(biāo)況下氣體的體積為（0.2+0.2）×22.4=8.96L；正確答案：12.8g ；8.96L。