Question

酒后駕車已成為一個社會問題，2013年1月1日起執行的新交規對酒后駕車作出嚴厲的處罰規定．檢測駕駛人員呼氣中酒精濃度（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，曾用如下反應檢測BrAC：
3CH₃CH₂OH+2KMnO₄→3CH₃CHO+2MnO₂+2KOH+2H₂O
上述反應中發生還原反應的過程是

 

→

 

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

 

．
（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水的熱化學方程式：

 

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

 

，正極反應式為

 

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

 

．

Answer 1

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

1

2

＜n（CO₂）：n（NaOH）＜1時生成碳酸鈉和碳酸氫鈉，據此分析解答；

解答：解：（1）反應中KMnO₄中Mn元素化合物由+7價降低為MnO₂中+4價，KMnO₄發生還原反應生成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，用淀粉檢驗碘的生成，溶液變藍，反應有碘生成，反應方程式為：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CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2 H₂O（l），該反應的反應熱△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，電解質為酸性溶液，原電池負極失去電子發生了氧化反應，所以負極反應為乙醇失去電子生成乙酸，電極反應為：CH₃CH₂OH+H₂O-4e^-=CH₃COOH+4H⁺，正極在酸性條件下氧氣得到電子發生了還原反應：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，則反應的可能方程式有：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O，CO₂+NaOH=NaHCO₃，所以：所得產物為Na₂CO₃和NaHCO₃，設所得產物中含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⁺）；

點評：本題考查了利用蓋斯定律進行反應熱的計算、化學電源燃料電池、離子濃度大小比較等知識，利用極限法進行分析二氧化碳和氫氧化鈉反應后溶液中的溶質是解答本題的難點，注意碳酸根離子水解程度大，題目難度中等．