Question

【題目】研究化學反應原理對于生產(chǎn)、生活及環(huán)境保護具有重要意義。請回答下列問題：

（1）常溫下，物質的量濃度均為0.1 mol·L-1的四種溶液①NH4NO3 ②CH3COONa ③(NH4)2SO4 ④Na2CO3，pH從大到小排列順序為_________________（填序號）。

（2）常溫下，向20 mL 0.2 mol·L-1 H2A溶液中滴加0.2 mol·L-1 NaOH溶液。有關微粒物質的量變化如下圖所示。

則當v（NaOH）＝20 mL時，溶液中離子濃度大小關系：________，水的電離程度比純水________（填“大”、“小”或“相等”）。

（3）含有Cr2O72-的廢水毒性較大，某工廠廢水中含5.0×10-3mol·L-1的Cr2O72-。為了使廢水的排放達標，進行如下處理：

①該廢水中加入綠礬（FeSO4·7H2O）和H+，發(fā)生反應的離子方程式為________________________。

②若處理后的廢水中殘留的c(Fe3+)=2.0×10-13mol·L-1，則殘留的Cr3+的濃度為___________。(已知：Ksp[Fe(OH)3)]=4.0×10-38， Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31)

（4）利用“Na－CO2”電池將CO2變廢為寶。我國科研人員研制出的可充電“ Na－CO2”電池，以鈉箔

和多壁碳納米管(MWCNT)為電極材料，總反應為4Na＋3CO2 2Na2CO3＋C。放電時該電池“吸入”CO2，其工作原理如圖所示：

①放電時，正極的電極反應式為_____________________________。

②若生成的Na2CO3和C全部沉積在電極表面，當轉移0.2 mol e－ 時，兩極的質量差為______g。

Answer 1

【答案】 ④＞②＞①＞③ c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(OH－) 小 Cr2O72-+6Fe2+ +14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 3.0×10-6mol·L-1 3CO2＋4Na＋＋4e－===2Na2CO3＋C 15.8

【解析】試題分析：（1）①NH4NO3、③(NH4)2SO4中銨根離子水解溶液呈酸性，(NH4)2SO4中銨根離子的濃度大于NH4NO3，所以(NH4)2SO4的酸性強；②CH3COONa、④Na2CO3都是強堿弱酸鹽，溶液顯堿性，碳酸根離子水解大于 醋酸根離子，所以堿性Na2CO3大于CH3COONa；（2）向20mL0.2mol/LH2A溶液中滴加20mL 0.2mol/LNaOH溶液，恰好生成NaHA,根據(jù)圖示此時H2A小于A2-,說明HA-電離大于水解,所以溶液呈酸性；HA-電離出的氫離子抑制水電離；（3）①Cr2O72-與Fe2+發(fā)生氧化還原反應，生成Cr3+、Fe3+；②根據(jù) 計算Cr3+的濃度；（4）4Na+3CO2Na2CO3+C，碳元素化合價降低，所以是二氧化碳在正極發(fā)生還原反應生成碳；②根據(jù)圖示，碳酸鈉、碳都在正極生成。

解析：（1）①NH4NO3、③(NH4)2SO4銨根離子水解溶液呈酸性，(NH4)2SO4中銨根離子的濃度大于NH4NO3，所以(NH4)2SO4的酸性強；②CH3COONa、④Na2CO3都是強堿弱酸鹽，溶液顯堿性，碳酸根離子水解大于 醋酸根離子，所以堿性Na2CO3大于CH3COONa，所以pH從大到小排列順序為④>②>①>③；（2）向20mL0.2mol/LH2A溶液中滴加20mL 0.2mol/LNaOH溶液，恰好生成NaHA,此時H2A小于A2-,說明HA-電離大于水解,所以溶液呈酸性，所以溶液中離子濃度大小關系c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)；HA-電離出的氫離子抑制水電離水的電離程度比純水��；（3）①Cr2O72-與Fe2+發(fā)生氧化還原反應，生成Cr3+、Fe3+，反應離子方程式是Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；②根據(jù) ，c(Cr3+)= 3.0×10-6mol/L；（4）4Na+3CO2Na2CO3+C，碳元素化合價降低，所以是二氧化碳在正極發(fā)生還原反應生成碳，電極反應是3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C；②根據(jù)3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C，轉移0.2mol電子，生成0.1mol Na2CO3和0.05mol C，質量是11.2g，負極消耗鈉0.2mol ，消耗鈉4.6g，所以兩極質量差是15.8g 。