Question

19．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质．请回答下列问题：
（1）有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如图：△H=+88.6kJ/mol
则M与N相比，较稳定的是M．
（2）高温时，用CO还原MgSO₄可制备高纯MgO．
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO₂和SO₃，此时反应的化学方程式是2MgSO₄+CO=2MgO+SO₂+CO₂+SO₃．
②由Mg可制成“镁-次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图1，则Mg是该电池的负极，该电池反应的离子方程式为Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂．
③用惰性电极电解SO₂水溶液：H₂SO₃$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$O₂↑+S↓+H₂O装置如图2所示，S单质将在a极得到（填“a”或“b”）；该电极的电极反应式4e-+H₂O+H₂SO₃=S↓+4OH^-

Answer 1

分析 （1）M转化为N是吸热反应，所以N的能量高，不稳定；
（2）①根据题目信息写出生成物，根据质量守恒配平；
②由图可知镁-次氯酸盐”燃料电池中Mg与ClO^-、H₂O反应生成Cl^-与Mg（OH）₂；
③依据电池反应阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气的反应，b为阳极，a为阴极，亚硫酸在阴极被还原为硫单质；用总反应方程式减去阳极反应式可得阴极反应式．

解答 解：（1）有机物M经过太阳光光照可转化成N，：△H=+88.6kJ•mol^-1，过程是吸热反应，N暗处转化为M，是放热反应，能量越低越稳定，说明M稳定；
故答案为：M；
（2）①用CO还原MgSO₄可得到MgO、CO₂、SO₂和SO₃，方程式为2MgSO₄+CO=2MgO+SO₂+CO₂+SO₃，
故答案为：2MgSO₄+CO=2MgO+SO₂+CO₂+SO₃；
②由图可知镁-次氯酸盐”燃料电池中Mg与ClO^-、H₂O反应生成Cl^-与Mg（OH）₂，该电池反应的总反应方程式为Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂，正极电极反应是ClO-离子得到电子发生还原反应，电极反应为：ClO^-+2e^-+H₂O=Cl^-+2OH^-，负极电极反应是Mg失去电子发生氧化反应，电极反应为：Mg-2e^-+2OH^-=Mg（OH）₂，
故答案为：负；Mg+ClO^-+H₂O=Cl^-+Mg（OH）₂；
③依据电池反应阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气的反应，电极反应式为：4OH^--4e-=2H₂O+O₂↑b为阳极，a为阴极，亚硫酸在阴极被还原为硫单质；用总反应方程式减去阳极反应式可得阴极反应式为：4e-+H₂O+H₂SO₃=S↓+4OH^-，
故答案为：a；4e-+H₂O+H₂SO₃=S↓+4OH^-．

点评 本题考查的知识点较多，既考查了电化学又考查了反应热的问题，对学生综合运用知识能力有一定的要求，特别是根据图中信息写电极反应，要求学生有较好从图中获取信息的能力，整个题目难度较大．