Question

(15分)能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，我國(guó)目前使用的能源主要是化石燃料。
(1)在25℃、101 kPa時(shí)，16 g CH₄完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出的熱量是890.31 kJ，則CH₄燃燒的熱化學(xué)方程式為__________________________________________。
(2)已知：C(s)＋O₂(g)===CO₂(g)；ΔH＝－437.3 kJ·mol^－1
H₂(g)＋O₂(g)===H₂O(g)；ΔH＝－285.8 kJ·mol^－1
CO(g)＋O₂(g)===CO₂(g)；ΔH＝－283.0 kJ·mol^－1
則煤氣化反應(yīng)C(s)＋H₂O(g)===CO(g)＋H₂(g)的焓變?chǔ)�H＝________kJ·mol^－1。
（3）如下圖所示組成閉合回路，其中，甲裝置中CH₄為負(fù)極，O₂和CO₂的混合氣體為正極，稀土金屬材料為電極，以熔融碳酸鹽為電解質(zhì)；乙裝置中a、b為石墨，b極上有紅色物質(zhì)析出，CuSO₄溶液的體積為200 mL。

①甲裝置中氣體A為        （填“CH₄”或“O₂和CO₂”），d極上的電極反應(yīng)式為_____________。
②乙裝置中a極上的電極反應(yīng)式為____________________________。
若在a極產(chǎn)生112mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體，則甲裝置中消耗CH₄________ mL (標(biāo)準(zhǔn)狀況)，乙裝置中所得溶液的pH=__________。（忽略電解前后溶液體積變化）
③如果乙中電極不變，將溶液換成飽和Na₂SO₄溶液，當(dāng)陰極上有a mol氣體生成時(shí)，同時(shí)有w g Na₂SO₄·10H₂O晶體析出，若溫度不變，剩余溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為________(用含w、a的表達(dá)式表示，不必化簡(jiǎn))。

Answer 1

(11分)
(1) CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)  △H=-890.31kJ·mol^-1
(2)131.5
（3）①CO₂   O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-
②4OH^-－4e^- = O₂↑+2H₂O             56         1
③(w×142/322)/( w+18a)×100%

（1）根據(jù)101kPa時(shí)，1mol CH₄完全燃燒生成液態(tài)水和CO₂，放出890.3kJ的熱量，可知甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式。
（2）物質(zhì)和能量緊密相關(guān)，以物質(zhì)變化為基礎(chǔ)，物質(zhì)怎么變，能量就跟著怎么變。?-?-?即可等到目標(biāo)式。反應(yīng)熱也是?-?-?來(lái)計(jì)算。
（3）b極上有紅色物質(zhì)析出，b極為陰極；?A為電源負(fù)極，通甲烷氣體；B為正極通氧氣，相關(guān)方程式：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-。?a為電解池的陽(yáng)極，相關(guān)電極反應(yīng)：4OH^-－4e^- = O₂↑+2H₂O ；③電解飽和硫酸鈉溶液時(shí)，陽(yáng)極上氫氧根離子放電，陰極上氫離子放電，實(shí)際上是電解的水，電解水后，溶液中硫酸鈉過(guò)飽和導(dǎo)致析出晶體，剩余的電解質(zhì)溶液仍是飽和溶液，析出的硫酸鈉和水組成的也是飽和溶液．
w g Na₂SO₄?10H₂O硫酸鈉的質(zhì)量="w" g× ×100%；
設(shè)電解水的質(zhì)量為x：
2H₂O=2H₂↑+O₂↑
36g   1mol
x     amol 
x=18ag
所以飽和溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%．