Question

Ⅰ．已知在常温常压下：
① 2CH₃OH(l)十3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(g) △H= －1275.6 kJ·mol^—1
② H₂O(l)=H₂O(g)   △H="+" 44.0 kJ.mo^—1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式                                                        。
Ⅱ．磷酸（H₃PO₄）在水溶液中各种存在形式物质的量分数δ随pH的变化曲线如下图：

（1）在Na₃PO₄溶液中，c（Na^＋）／c（PO₄^3－）      3（填“＞”“＝”“＜”），向Na₃PO₄溶液中滴入稀盐酸后 ，pH从10降低到5的过程中发生的主要反应的离子方程式为                                。
（2）从图中推断NaH₂PO₄溶液中各种微粒浓度大小关系正确的是          。（填选项字母）
A、C（Na⁺）＞ C（H₂PO₄ ^-）＞  C（H⁺）＞  C（HPO₄ ^2-）＞ C（H₃PO₄ ）
B、C（Na⁺）＞ C（H₂PO₄ ^-）＞  C（OH^-）＞  C（ H₃PO₄）＞ C（HPO₄ ^2- ）
C、C(H⁺)+ C(Na⁺)＝C(OH^-)+C(H₂PO₄^－)+2C(HPO₄^2－)＋3C(PO₄^3－)＋C（H₃PO₄ ） 
D、C(Na⁺)＝C(H₂PO₄^－)+C(HPO₄^2－)＋C(PO₄^3－)＋C（H₃PO₄ ） 
（3）假设25℃条件下测得0.1 mol·L^–1的Na₃PO₄溶液的pH＝12 ，近似计算出Na₃PO₄的第一步水解的水解常数Kh（写出计算过程，忽略Na₃PO₄的第二、第三步水解，结果保留两位有效数字）。
Ⅲ．化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学降解法可用于治理酸性水中的硝酸盐污染。电化学降解NO₃^－的原理如图所示。电源正极为       （填A或B），阴极反应式为                               。

Answer 1

Ⅰ．CH₃OH(g)+3/2 O₂(g)= CO₂(g)+2H₂O(l) △H=-725.8kJ/mol （2分）
Ⅱ．（1）＞        HPO₄ ^2- +  H⁺= H₂PO₄ ^-    （每空2分，共4分）
（2）AD（2分）
（3）            PO₄^3－  +  H₂O   HPO₄ ^2- +  OH^-   （1分）
起始浓度（mol·L^–1）： 0.1                0      0
变化浓度（mol·L^–1）： 0.01               0.01     0.01 
平衡浓度（mol·L^–1）： 0.09               0.01     0.01   (1分)
Kh =C (HPO₄ ^2-)× C（OH^-）/  C( PO₄^3－ )=0.01 × 0.01 / 0.09 = 1.1 × 10 ^-3 mol·L^–1
Ⅲ． A       2NO₃^-+10e^-+12H⁺=6H₂O +N₂↑   （每空2分，共4分）

试题分析：Ⅰ．根据已知方程式和盖斯定律，甲醇燃烧的化学方程式为可由（①—②×4）÷2而得，因此表示甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH₃OH(g)+3/2 O₂(g)= CO₂(g)+2H₂O(l) △H=-725.8kJ/mol。
Ⅱ．（1）Na₃PO₄溶液中，PO₄^3－ 发生水解，因此c（Na^＋）／c（PO₄^3－）>3，从磷酸（H₃PO₄）在水溶液中各种存在形式物质的量分数δ随pH的变化曲线图可以看出，在pH从10降低到5的过程中，主要是HPO₄ ^2- 的含量在逐渐减小为0，而H₂PO₄ ^– 的含量在逐渐增大，因此发生的主要反应的离子方程式为HPO₄ ^2- +  H⁺= H₂PO₄ ^- 。
（2）从图中可以看出，H₂PO₄ ^– 离子在酸性条件下才能大量存在，因此说明H₂PO₄ ^– 的电离大于水解，因此NaH₂PO₄溶液中有C（HPO₄ ^2-）＞ C（H₃PO₄ ），又水电离出的一部分H⁺ ，因此离子浓度大小顺序有C（Na⁺）＞ C（H₂PO₄ ^-）＞  C（H⁺）＞  C（HPO₄ ^2-）＞ C（H₃PO₄ ），因此A正确；由于H₂PO₄ ^– 发生水解和电离后，溶液中含P的微粒有H₂PO₄^－、HPO₄^2－ 、PO₄^3－、H₃PO₄ 4种，因此电荷守恒式C错误；物料守恒式D正确。故选AD。
（3）根据溶液水解后的PH=12，可以计算水解产生的c(OH^-）=0.01mol/L ，列成三段式有：
PO₄^3－  +  H₂O   HPO₄ ^2- +  OH^-   
起始浓度（mol·L^–1）： 0.1                0      0
变化浓度（mol·L^–1）： 0.01               0.01     0.01 
平衡浓度（mol·L^–1）： 0.09               0.01     0.01 
Kh =C (HPO₄ ^2-)× C（OH^-）/  C( PO₄^3－ )=  0.01 × 0.01 / 0.09 = 1.1 × 10 ^-3 mol·L^–1
Ⅲ．从原理示意图中可以看出，该装置是一个电解池装置，要降解的硝酸盐变成了N2，因此在图中的右侧发生了还原反应，该极为阴极，电源的A极则是正极。阴极反应的方程式为：2NO₃^-+10e^-+12H⁺=6H₂O +N₂↑。