Question

（共12分）

（1）以CO₂為碳源制取低碳有機物一直是化學領域的研究熱點，CO₂加氫制取低碳醇的反應如下：

反應I：CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g) △H=－49.0kJ/mol

反應II：2CO₂(g)+6H₂(g)=CH₃CH₂OH(g)+3H₂O(g) △H=－173.6kJ/mol

寫出由CH₃OH(g)合成CH₃CH₂OH(g)的反應的熱化學方程式_______________

（2）高鐵酸鉀（K₂FeO₄）是鐵的一種重要化合物，具有極強的氧化性

①電解法是工業(yè)上制備K₂FeO₄的一種方法。以鐵為陽極電解氫氧化鈉溶液，然后在陽極溶液中加入KOH。電解時陽極發(fā)生反應生成FeO₄^2-，該電極反應式為_________________

②與MnO₂—Zn電池類似，K₂FeO₄—Zn也可以組成堿性電池，K₂FeO₄在電池中作正極材料，其電極反應式為FeO₄^2-+3e^-+4H₂O=Fe(OH)₃+5OH^-，則該電池總反應的離子方程式為__________________

（3）amol FeS與bmol FeO投入到VL、C mol/L的硝酸溶液中充分反應產生NO氣體，所得澄清溶液成分可看作是Fe(NO₃)₃、H₂SO₄的混合液，則反應中未被還原的硝酸可能為_____

①（a+b）×63g      ②（a+b）×189g ③（a+b）mol     ④VC－mol

 

Answer 1

【答案】

（1）2CH₃OH(g)=CH₃CH₂OH(g)+H₂O(g) △H= -75.6kJ/mol

（2）①Fe－6e^- +8OH^- = FeO₄^2- + 4H₂O

②3Zn + 2FeO₄^2- + 8H₂O = 2Fe(OH)₃ + 3Zn(OH)₂ + 4OH^-

（3）②④

【解析】

試題分析：(1)蓋斯定律：不管化學反應是一步完成或分幾步完成，其反應熱相同。故有

2CH₃OH(g)+2H₂O(g) =2CO₂(g)+6H₂(g) △H=－98.0kJ/mol  ①

2CO₂(g)+6H₂(g)=CH₃CH₂OH(g)+3H₂O(g) △H=－173.6kJ/mol ②

①+②得2CH₃OH(g)=CH₃CH₂OH(g)+H₂O(g) △H= -75.6kJ/mol

（2）電解池中，電池正極連接的電極叫做陽極，發(fā)生氧化反應，負極連接的電極叫做陰極，發(fā)生還原反應。

①此題以鐵為陽極，電解氫氧化鈉溶液，生成FeO₄^2-，故電極方程式為

Fe－6e^- +8OH^- = FeO₄^2- + 4H₂O

②在K₂FeO₄—Zn堿性電池中，正極得電子被還原，其電極反應式為

FeO₄^2-＋3e^-＋4H₂O＝Fe（OH）₃＋5OH^-，負極Zn被氧化，

其電極反應式為：Zn－2e^-＋2OH^-＝Zn（OH）₂，將兩極得失電子數守恒后合并可得總反應式：2FeO₄^2-＋8H₂O＋3Zn＝2Fe（OH）₃＋3Zn（OH）₂＋4OH^-。

（3）反應中硝酸有兩個作用，一是做氧化劑被還原成NO氣體。二是起酸的作用生成硝酸鐵，這一部分硝酸根化合價沒變化，沒有被還原。所以根據反應前亞鐵離子總量即可知道反應后硝酸鐵總量，進一步就知道了沒被還原的硝酸的量。反應前有a mol FeS與b mol FeO ，根據鐵原子守恒知道反應后Fe(NO3)3的物質的量是（a+b）mol，那么里面硝酸根的物質的量是3（a+b）mol，即有3（a+b）mol硝酸沒有被還原，其質量是

，②正確。

另外可以從得失電子角度考慮。

FeS被氧化為硝酸鐵和硫酸，鐵升高1價，硫升高8價，所以a mol FeS反應中失去電子9amol。FeO被氧化為硝酸鐵，鐵升高1價，所以b mol FeO 反應中失去電子bmol。

失去的電子被硝酸根得到，硝酸根還原成NO，氮元素化合價降低3價，根據得失電子守恒知道，被還原的硝酸的物質的量是mol又因為硝酸總量是n==CVmol，所以未被還原的硝酸的物質的量是，④答案正確。

考點：蓋斯定律、電解池原理、硝酸的氧化作用。

點評：本題考出學生對蓋斯定律的理解掌握，在答題過程中要注意符號的書寫以及有效數字

的保留問題；電解池原理，要求學生掌握相關的電極方程式和總的方程式；第三小題，需要

學生理解硝酸在反應中的應用。