Question

【題目】I．碳酸鈉是一種重要的化工原料，主要采用氨堿法生產。回答下列問題：

(1)已知：①2NaOH(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+H2O(g) ΔH1=127.4kJ/mol

②NaOH(s)+CO2(g) = NaHCO3(s) ΔH2=131.5kJ/mol

反應2NaHCO3(s)=Na2CO3(s) +H2O(g) +CO2(g)的ΔH=____kJ/mol，不同溫度下NaHCO3分解反應的平衡常數K313K____K298K(填“大于"“小于”或“等于”)，該反應的平衡常數表達式K=______。

(2)向含有BaSO4固體的溶液中滴加Na2CO3溶液，當有BaCO3沉淀生成時溶液中=____。（保留一位小數，已知Ksp(BaCO3)=2.6×109 ，Ksp(BaSO4)=1.1×1010）

II．Mg﹣H2O2電池可用于驅動無人駕駛的潛航器，該電池以海水為電解質溶液，其工作原理如圖所示，電池總反應是：Mg+H2O2+2H+═ Mg2++2H2O

(1)負極材料為_____，發生___反應（填“氧化”或“還原”）

(2)兩極電極反應式為：

負極：_________________；正極：_________________；

(3)有4.8gMg反應時時，外電路中轉移電子數為______。

Answer 1

【答案】+135.6 大于 c(CO2)·c(H2O) 23.6 Mg 氧化 Mg-2e-=Mg2+ H2O2+2e-+2H+=2H2O 0.4NA或2.408×1023

【解析】

I.(1)①2NaOH(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+H2O(g) △H1=-127.4kJ/mol

②NaOH(s)+CO2(g)═NaHCO3(s) △H2=-131.5kJ/mol

①-2×②整理可得：2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)的反應熱；

根據反應熱判斷溫度對該反應的影響，結合平衡常數的含義，進而可得不同溫度下的K值大小；

(2)當碳酸鋇、硫酸鋇兩種沉淀共存時，溶液中鋇離子濃度為定值，根據溶度積計算；

II.負極發生氧化反應，正極發生還原反應（或活動性不同的電極，活潑的為負極，不活潑的為正極），正極上溶液中的溶質H2O2獲得電子，發生還原反應，Mg是+2價金屬，結合閉合回路中電子轉移數目相等分析計算。

(1)①2NaOH(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+H2O(g) △H1=-127.4kJ/mol

NaOH(s)+CO2(g)═NaHCO3(s) △H2=-131.5kJ/mol

①-2×②得，2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) △H =+135.6 kJ/mol；

由于該反應是吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，化學平衡常數增大，所以K313K>K298K；由于化學平衡常數是可逆反應達到平衡狀態時，各種生成物濃度冪之積與各種反應物濃度冪之積的比，固體物質不出現在平衡常數表達式中，生成物只有CO2、H2O是氣體，所以根據平衡常數的含義，可得該反應的平衡常數表達式K=c(CO2)·c(H2O)；

(2)向含有BaSO4固體的溶液中滴加Na2CO3溶液，當有BaCO3沉淀生成時，溶液中=23.6；

II.(1)在Mg﹣H2O2電池中，Mg失電子發生氧化反應生成Mg2+，所以Mg為負極，失去電子，發生氧化反應；

(2)負極上Mg失去電子，電極反應式為：Mg-2e-=Mg2+；正極上，溶液中H2O2獲得電子，發生還原反應，電極反應式為：H2O2 +2e-+2H+=2H2O；

(3) 4.8gMg的物質的量為n(Mg)=4.8g÷24g/mol=0.2mol，由于Mg是+2價的金屬，所以在整個閉合回路中電子轉移數目為n(e-)=0.2mol×2×NA/mol=0.4NA。