题目内容

(共12分)
(1)以CO2为碳源制取低碳有机物一直是化学领域的研究热点,CO2加氢制取低碳醇的反应如下:
反应I:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol
反应II:2CO2(g)+6H2(g)=CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H=-173.6kJ/mol
写出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的反应的热化学方程式_______________
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是铁的一种重要化合物,具有极强的氧化性
①电解法是工业上制备K2FeO4的一种方法。以铁为阳极电解氢氧化钠溶液,然后在阳极溶液中加入KOH。电解时阳极发生反应生成FeO42-,该电极反应式为_________________
②与MnO2—Zn电池类似,K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作正极材料,其电极反应式为FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-,则该电池总反应的离子方程式为__________________
(3)amol FeS与bmol FeO投入到VL、C mol/L的硝酸溶液中充分反应产生NO气体,所得澄清溶液成分可看作是Fe(NO3)3、H2SO4的混合液,则反应中未被还原的硝酸可能为_____
①(a+b)×63g      ②(a+b)×189g ③(a+b)mol     ④VC-mol

(1)2CH3OH(g)=CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H= -75.6kJ/mol
(2)①Fe-6e- +8OH- = FeO42- + 4H2O
②3Zn + 2FeO42- + 8H2O = 2Fe(OH)3 + 3Zn(OH)2 + 4OH-
(3)②④

解析试题分析:(1)盖斯定律:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热相同。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)电解池中,电池正极连接的电极叫做阳极,发生氧化反应,负极连接的电极叫做阴极,发生还原反应。
①此题以铁为阳极,电解氢氧化钠溶液,生成FeO42-,故电极方程式为
Fe-6e- +8OH- = FeO42- + 4H2O
②在K2FeO4—Zn碱性电池中,正极得电子被还原,其电极反应式为
FeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-,负极Zn被氧化,
其电极反应式为:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,将两极得失电子数守恒后合并可得总反应式:2FeO42-+8H2O+3Zn=2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-
(3)反应中硝酸有两个作用,一是做氧化剂被还原成NO气体。二是起酸的作用生成硝酸铁,这一部分硝酸根化合价没变化,没有被还原。所以根据反应前亚铁离子总量即可知道反应后硝酸铁总量,进一步就知道了没被还原的硝酸的量。反应前有a mol FeS与b mol FeO ,根据铁原子守恒知道反应后Fe(NO3)3的物质的量是(a+b)mol,那么里面硝酸根的物质的量是3(a+b)mol,即有3(a+b)mol硝酸没有被还原,其质量是
,②正确。
另外可以从得失电子角度考虑。
FeS被氧化为硝酸铁和硫酸,铁升高1价,硫升高8价,所以a mol FeS反应中失去电子9amol。FeO被氧化为硝酸铁,铁升高1价,所以b mol FeO 反应中失去电子bmol。
失去的电子被硝酸根得到,硝酸根还原成NO,氮元素化合价降低3价,根据得失电子守恒知道,被还原的硝酸的物质的量是mol又因为硝酸总量是n==CVmol,所以未被还原的硝酸的物质的量是,④答案正确。
考点:盖斯定律、电解池原理、硝酸的氧化作用。
点评:本题考出学生对盖斯定律的理解掌握,在答题过程中要注意符号的书写以及有效数字
的保留问题;电解池原理,要求学生掌握相关的电极方程式和总的方程式;第三小题,需要
学生理解硝酸在反应中的应用。

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