Question

【题目】I．碳酸钠是一种重要的化工原料，主要采用氨碱法生产。回答下列问题：

(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

反应2NaHCO3(s)=Na2CO3(s) +H2O(g) +CO2(g)的ΔH=____kJ/mol，不同温度下NaHCO3分解反应的平衡常数K313K____K298K(填“大于"“小于”或“等于”)，该反应的平衡常数表达式K=______。

(2)向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液，当有BaCO3沉淀生成时溶液中=____。（保留一位小数，已知Ksp(BaCO3)=2.6×109 ，Ksp(BaSO4)=1.1×1010）

II．Mg﹣H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器，该电池以海水为电解质溶液，其工作原理如图所示，电池总反应是：Mg+H2O2+2H+═ Mg2++2H2O

(1)负极材料为_____，发生___反应（填“氧化”或“还原”）

(2)两极电极反应式为：

负极：_________________；正极：_________________；

(3)有4.8gMg反应时时，外电路中转移电子数为______。

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)的反应热；

根据反应热判断温度对该反应的影响，结合平衡常数的含义，进而可得不同温度下的K值大小；

(2)当碳酸钡、硫酸钡两种沉淀共存时，溶液中钡离子浓度为定值，根据溶度积计算；

II.负极发生氧化反应，正极发生还原反应（或活动性不同的电极，活泼的为负极，不活泼的为正极），正极上溶液中的溶质H2O2获得电子，发生还原反应，Mg是+2价金属，结合闭合回路中电子转移数目相等分析计算。

(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；

由于该反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，化学平衡常数增大，所以K313K>K298K；由于化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时，各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比，固体物质不出现在平衡常数表达式中，生成物只有CO2、H2O是气体，所以根据平衡常数的含义，可得该反应的平衡常数表达式K=c(CO2)·c(H2O)；

(2)向含有BaSO4固体的溶液中滴加Na2CO3溶液，当有BaCO3沉淀生成时，溶液中=23.6；

II.(1)在Mg﹣H2O2电池中，Mg失电子发生氧化反应生成Mg2+，所以Mg为负极，失去电子，发生氧化反应；

(2)负极上Mg失去电子，电极反应式为：Mg-2e-=Mg2+；正极上，溶液中H2O2获得电子，发生还原反应，电极反应式为：H2O2 +2e-+2H+=2H2O；

(3) 4.8gMg的物质的量为n(Mg)=4.8g÷24g/mol=0.2mol，由于Mg是+2价的金属，所以在整个闭合回路中电子转移数目为n(e-)=0.2mol×2×NA/mol=0.4NA。