Question

6．请你利用所学反应原理知识解决下列问题：
Ⅰ．（1）已知：
①C（s）+2H₂（g）═CH₄（g）△H₁=a　kJ•mol^-1；
②C（s）+$\frac{1}{2}$ O₂（g）═CO（g）△H₂=b　kJ•mol^-1；
则2CH₄（g）+O₂（g）═2CO（g）+4H₂（g）△H=2（b-a）kJ•mmol^-1（用含a、b的式子表示）；
（2）碱性镁锰干电池是新开发的一种干电池，比普通锌锰干电池具有更加优越的性能，具有较大应用前景，其工作时总反应为：Mg+2MnO₂+H₂O═Mg（OH）₂+Mn₂O₃；则工作时，正极发生还原反应（填反应类型），写出负极的电极反应式：Mg+2OH^--2e^-=Mg（OH）₂；
（3）一定温度下，在1L的密闭容器放入足量草酸钙（固体所占体积忽略不计）发生反应：
CaC₂O₄（s）?CaO（s）+CO（g）+CO₂（g），若前5min　内生成CaO的质量为11.2g，则该段时间内v（CaC₂O₄）=0.04mol•mim^-1；
若某时刻达到平衡时c（CO₂）=c；t₀时刻，将容器体积缩小为原来的一半并固定不变，在t₁时刻再次达到平衡，请在如图中画出t₀以后此体系中CO₂的浓度随时间变化的图象．
Ⅱ．与化学平衡类似，电离平衡的平衡常数，叫做电离常数（用K表示）．如表是某温度下几种常见弱酸的电离平衡常数：

酸	电离方程式	电离平衡常数K
CH3COOH	CH3COOH?CH3COO-+H+	1.96×10-5
HClO	HClO?ClO-+H+	3.0×10-8
H2CO3	H2CO3?H++HCO3- HCO3-?H++CO32-	K1=4.4×10-7 K2=5.6×10-11
H3PO4	H3PO4?H++H2PO4- H2PO4-?H++HPO42- HPO42-?H++PO43-	K1=7.1×10-3 K2=6.3×10-8 K3=4.2×10-13

回答下列各题：
（4）根据以上条件，请比较同浓度的CH₃COOHNa、NaClO、Na₂CO₃、NaHCO₃、Na₃PO₄、NaH₂PO₄、Na₂HPO₄溶液，则它们pH最大的是Na₃PO₄（填化学式，下同），pH最小的是NaH₂PO₄．
（5）向NaClO溶液中通入过量的二氧化碳，发生的离子方程式为ClO^-+CO₂+H₂O=HCO₃^-+HClO．
Ⅲ．（6）取一定量主要含有I^-、Cl^-等离子溶液，向其中滴加AgNO₃溶液，当AgCl开始沉淀时，溶液中$\frac{c（{I}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$为4.7×10^-7．【已知K_sp（AgCl）=1.8×10^-10，K_sp（Agl）=8.5×10^-17】．

Answer 1

分析 （1）由盖斯定律可知，②×2-①×2得2CH₄（g）+O₂（g）═2CO（g）+4H₂（g）以此计算△H；
（2）正极是MnO₂得到电子发生还原反应生成Mn₂O₃，负极镁失电子生成的镁离子和氢氧根结合生成氢氧化镁沉淀；
（3）前5min 内生成CaO的质量为11.2g，n（CO）=n（CaO）=$\frac{11.2g}{56g/mol}$=0.2mol，则v（CO）=$\frac{0.2mol}{1L×5min}$=0.04mol•L^-1•min^-1；温度不变，平衡常数不变，t₀时刻，将容器体积缩小为原来的一半并固定不变，c（CO₂）=2c，在t₁时刻再次达到平衡时，c（CO₂）=c，作图即可；
（4）酸越弱对应阴离子的水解程度越大溶液碱性越大，酸式盐的电离程度和水解程度大小比较；
（5）向NaClO溶液中通入过量的二氧化碳，反应生成次氯酸和碳酸氢钠；
（6）依据溶度积常数计算；

解答 解：（1）①C（s）+2H₂（g）═CH₄（g）△H₁=a kJ•mol^-1；
②C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO（g）△H₂=b kJ•mol^-1；
依据盖斯定律：②×2-①×2得2CH₄（g）+O₂（g）═2CO（g）+4H₂（g）△H=2（b-a）kJ•mmol^-1；
故答案为：2（b-a）kJ•mmol^-1；
（2）正极是MnO₂得到电子发生还原反应生成Mn₂O₃，负极镁失电子生成的镁离子和氢氧根结合生成氢氧化镁沉淀，Mg-2e^-+2OH^-=Mg（OH）₂，
故答案为：还原；Mg+2OH^--2e^-=Mg（OH）₂；
（3）前5min 内生成CaO的质量为11.2g，n（CO）=n（CaO）=$\frac{11.2g}{56g/mol}$=0.2mol，则v（CO）=$\frac{0.2mol}{1L×5min}$=0.04mol•L^-1•min^-1；温度不变，平衡常数不变，t₀时刻，将容器体积缩小为原来的一半并固定不变，c（CO₂）=2c，在t₁时刻再次达到平衡时，c（CO₂）=c，作图如下：，
故答案为：0.04mol•L^-1•min^-1；；
（4）依据酸的电离平衡常数大小比较得到酸性强弱为：H₃PO₄＞CH₃COOH＞H₂CO₃＞HClO＞H₂PO₄^-＞HCO₃^-＞HPO₄^2-，对应生成盐的水解程度大小为：H₂PO₄^-＜CH₃COO^-＜HCO₃^-＜ClO^-＜HPO₄^2-＜CO₃^2-＜PO₄^3-，则pH最大的是Na₃PO₄，pH最小的是NaH₂PO₄ ，
故答案为：Na₃PO₄；NaH₂PO₄；
（5）向NaClO溶液中通入过量的二氧化碳，发生的离子方程式为：ClO^-+CO₂+H₂O=HCO₃^-+HClO，
故答案为：ClO^-+CO₂+H₂O=HCO₃^-+HClO；
（6）取一定量主要含有I^-、Cl^-等离子溶液，向其中滴加AgNO₃溶液，当AgCl开始沉淀时氯化银和碘化银共存，则$\frac{c（{I}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{c（{I}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$×$\frac{c（A{g}^{+}）}{c（A{g}^{+}）}$=$\frac{Ksp（AgI）}{Ksp（AgCl）}$=$\frac{8.5×1{0}^{-17}}{1.8×1{0}^{-10}}$=4.7×10^-7，
故答案为：4.7×10^-7；

点评 本题考查盖斯定律、化学反应速率和图象的应用、弱酸电离平衡的性质、溶度积常数计算等知识，综合性较强，难度中等．