Question

【题目】回答下列问题

(1)已知钴属于铁系元素，其单质与化合物的性质与铁相似，其常见化合价有+2和+3，则Co3O4与浓盐酸反应能生成黄绿色气体的离子方程式_________________。

(2)碳酸亚铁(FeCO3)是菱镁矿的主要成分，将FeCO3加热到200℃开始分解为FeO和CO2，若在空气中高温煅烧FeCO3生成Fe2O3。

已知25℃，101kPa时： 4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=1648kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=393kJ/mol

2FeCO3(s)=2Fe(s)+2C(s)+3O2(g) △H=+1480kJ/mol

写出FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3的热化学方程式______________。

(3)将标准状况下1.344L Cl2通入100mL0.5mol/lFeI2溶液中的离子方程式为_____________。

(4)1mol·L-1的NaAlO2溶液和3.0mol·L-1的HCl溶液等体积混合的离子方程式为________________

(5)用于驱动潜艇的液氨-液氧燃料电池示意图如图所示：

则电极1的电极反应式为：______________。

Answer 1

【答案】Co3O4+8H++2Cl-=3Co2++Cl2↑+4H2O 4FeCO3(s)+O2(g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H=-260kJ/mol 6Cl2+10I-+2Fe2+=12Cl-+5I2+2Fe3+ 3AlO2-+9H+=Al(OH)3↓+2Al3++3H2O 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O

【解析】

(1)Co3O4与浓盐酸反应，能生成黄绿色气体氯气，同时得到还原产物氯化钴，据此回答；

(2)FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3、CO2，将已知热化学方程式叠加，可得该反应的热化学方程式；

(3)先计算Cl2的物质的量，然后利用还原性I->Fe2+，根据微粒的物质的量多少，还原性强的先反应，然后是还原性弱的后反应，书写离子方程式；

(4)二者的物质的量比为1：3，转化为沉淀时以1：1反应，沉淀溶解时，沉淀与酸以1：3反应，生成铝离子；

(5)该装置是原电池，在电极1上NH3失去电子，发生氧化反应，结合溶液中的OH-书写电极反应式。

(1)Co3O4与浓盐酸反应，能生成黄绿色气体氯气，同时得到还原产物氯化钴，发生反应的离子方程式为：Co3O4+8H++2Cl-=3Co2++Cl2↑+4H2O；

(2)在空气中加热FeCO3可以和氧气反应得到黑色Fe2O3，即4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2，

①4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H1=1648kJ/mol

②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H2=393kJ/mol

③2FeCO3(s)=2Fe(s)+2C(s)+3O2(g) △H3=+1480kJ/mol

①+4×②+2×③，整理可得4FeCO3(s)+O2(g) =2Fe2O3(s)+4CO2(g) △H=△H1+4×△H2+2×△H3=-260kJ/mol；

(3)n(Cl2)= 1.344L÷22.4L/mol=0.06mol，n(FeI2)=c·V=0.5mol/L×0.1L=0.05mol，n(Fe2+)=0.05mol，n(I-)=2n(FeI2)=0.1mol，由于还原性：I->Fe2+，首先发生反应：Cl2+2I-=2Cl-+I2，0.1molmolI-反应消耗0.05molCl2，还剩余0.01molCl2，发生反应Cl2+2Fe2+=2Cl-+Fe3+，0.01molCl2反应消耗0.02molFe2+，所以反应的离子方程式为6Cl2+10I-+2Fe2+=12Cl-+5I2+2Fe3+；

(4)假设溶液的体积为3L，则溶液中含有n(NaAlO2)=3.0mol，n(HCl)=9.0mol，首先发生反应：

AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓，AlO2-反应完全，H+消耗3mol，产生3mol Al(OH)3，还剩余6mol，发生反应：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O，6molH+反应会消耗2mol Al(OH)3，产生2mol Al3+，剩余1mol Al(OH)3，则1mol·L-1的NaAlO2溶液和3.0mol·L-1的HCl溶液等体积混合的离子方程式为3AlO2-+9H+=Al(OH)3↓+2Al3++3H2O；

(5)在电极1上NH3失去电子，变为N2，则电极1的电极反应式为2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O。