Question

【题目】Ⅰ．室温下，将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合（忽略混合后溶液的体积变化），实验数据如下表：

实验序号	起始浓度／（mol·L－1）		反应后溶液的pH
	c（HA）	c（KOH）
①	0．1	0．1	9
②	x	0．2	7

请回答：

（1）HA溶液和KOH溶液反应的离子方程式为_____。

（2）下列关于反应后的溶液说法不正确的是____（填字母）。

a．实验②反应后溶液中只存在着两个平衡

b．实验②反应后溶液中：c（A－）＋c（HA）＞0.1mol·L－1

c．实验②反应后溶液中：c（K＋）＝c（A－）＞c（OH－）＝c（H＋）

d． 实验①反应后的溶液中由水电离出的c（OH－）＝10-9mol·L－1；x>0.2mol·L－1

Ⅱ．已知2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（1） ΔH＝－572kJ·mol－1。某氢氧燃料电池以疏松多孔石墨棒为电极，KOH溶液为电解质溶液。

（3）写出该电池工作时负极的电极反应式____。

（4）若该氢氧燃料电池每释放228．8kJ电能时，会生成1mol液态水，则该电池的能量转化率为____。

Answer 1

【答案】HA＋OH－＝A－＋H2O a d H2＋2OH－－2e－＝2H2O )80％

【解析】

（1）HA溶液和KOH溶液反应生成水和KA，据此书写离子反应方程式；
（2）a、HA为弱酸中A-存在电离平衡和水解平衡，水存在电离平衡，据此进行分析；
b、溶液中存在电荷守恒，即c（K+）+c（H+）=c（A-）+c（OH-），溶液呈中性，即c（OH-）=c（H+），则c（K+）=c（A-），所以c（A-）+c（HA）>c（K+），据此进行分析；
c、据电荷守恒进行分析；

d、反应①结束后，溶液中溶质为KA，会促进水的电离；实验②结束后溶液为中性，说明酸过量；
（3）负极失去电子方式氧化反应，据此进行分析；
（4）根据热化学反应方程式计算生成1mol水放出的能量，再利用燃料电池释放228.8kJ电能来计算电池的能量转化率。

（1）HA溶液和KOH溶液反应生成水和HA，故化学方程式为HA+KOH=KA+H2O，故离子反应方程式为HA+OH===A+H2O，

（2）a、实验②反应后溶液中有HA和KA两种溶质，HA为弱酸、存在电离平衡，A存在水解平衡，水存在电离平衡，故溶液中存在着三个平衡而不是两个平衡，故a选；

b、实验②反应后溶液中存在电荷守恒，即c(K+)+c(H+)=c(A)+c(OH)，溶液呈中性，即c(OH)=c(H+)，则c(K+)=c(A)，所以c(A)+c(HA)>c(K+)，c(K+)=0.5c(KOH)=0.1mo1L1，则c(A)+c(HA)>0.1mo1L1，故b不选；

c、溶液中存在电荷守恒，即c(K+)+c(H+)=c(A)+c(OH)，溶液呈中性，即c(OH)=c(H+)，则c(K+)=c(A)，溶液呈中性，KA为强碱弱酸盐，显碱性，要想使溶液呈中性，则增加HA的浓度，即c(K+)=c(A)>c(OH)=c(H+)，故c不选；

d、反应①结束后，溶液中溶质为KA，A-水解会促进水的电离，溶液中c(H+)=10-9mol/L，故c（OH-）水=c（OH-）==10-5mol/L；反应②结束后，pH=7，即HA过量，即x>0.2；故d选；故答案为：ad；

（3）负极失去电子方式氧化反应，故电极反应方程式为H2+2OH2e=2H2O；

(5)由2H2(g)+O2(g)═2H2O(I) △H=572kJ·mol1可知，生成1mol水时放出的热量为572KJ×0.5=286kJ，则电池的能量转化率为为×100%=80%。