Question

I．已知在常温常压下：
①2CH₃OH（l）十3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ?mol^-1
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ?mol^-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的变化曲线如图1：

（1）在Na₃PO₄溶液中，

c(Na+)

c(PO43-)

 

 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1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0.1mol?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2所示．电源正极为

 

（填A或B），阴极反应式为

 

．

Answer 1

考点：热化学方程式,原电池和电解池的工作原理,离子浓度大小的比较

专题：基本概念与基本理论

分析：Ⅰ、依据热化学方程式和盖斯定律计算所需热化学方程式；
Ⅱ、（1）磷酸钠中钠离子不水解、磷酸根离子水解；向Na₃PO₄溶液中滴入稀盐酸后，pH从10降低到5的过程中HPO₄^2-浓度减小、H₂PO₄^- 浓度增大；
（2）NaH₂PO₄溶液钠离子不水解、H₂PO₄^- 水解和电离，溶液呈酸性，溶液中存在电荷守恒和物料守恒；
（3）依据水解离子方程式和平衡常数概念计算；
Ⅲ、根据图象知，硝酸根离子得电子发生氧化反应，则Ag-Pt作阴极，Pt电极为阳极，A为正极，B为负极，以此解答该题．

解答： 解：I．①2CH₃OH（l）十3O₂（g）═2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1275.6kJ?mol^-1
②H₂O（l）═H₂O（g）△H=+44.0kJ?mol^-1
依据盖斯定律①÷2-②×2得到：CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8kJ/mol；
故答案为：CH₃OH（g）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-725.8kJ/mol；
II．（1）磷酸钠中钠离子不水解、磷酸根离子水解，所以

c(Na+)

c(PO43-)

＞3；向Na₃PO₄溶液中滴入稀盐酸后，pH从10降低到5的过程中HPO₄^2-浓度减小、H₂PO₄^- 浓度增大，所以发生的反应为 HPO₄^2-+H⁺═H₂PO₄^-，
故答案为：＞；HPO₄^2-+H⁺═H₂PO₄^-；
（2）A、钠离子不水解，浓度最大，H₂PO₄^-电离程度大于水解程度，溶液呈酸性，电离程度和水解程度都较小，所以溶液中存在C（Na⁺）＞C（H₂PO₄^-）＞C（H⁺）＞C（HPO₄^2-）＞C（H₃PO₄），故A正确；
B、H₂PO₄^-电离程度大于水解程度，所以C（HPO₄^2-）＞C（H₃PO₄），故B错误；
C、溶液中存在电荷守恒C（H⁺）+C（Na⁺）=C（OH^-）+C（H₂PO₄^-）+2C（HPO₄^2-）+3C（PO₄^3-），故C错误；
D、溶液中存在物料守恒C（Na⁺）=C（H₂PO₄^-）+C（HPO₄^2-）+C（PO₄^3-）+C（H₃PO₄），故D正确；
故选AD；
（3）依据化学平衡三段式计算   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  
K_h═

c(HP042-)×c(OH-)

c(PO43-)

═

0.01×0.01

0.09

═1.1×10 ^-3mol?L^-1；
答：Na₃PO₄的第一步水解的水解常数Kh为1.1×10 ^-3mol?L^-1；
 III． 由图示知在Ag-Pt电极上NO₃^-发生还原反应，因此Ag-Pt电极为阴极，则B为负极，A为电源正极，在阴极反应是NO₃^-得电子发生还原反应生成N₂，利用电荷守恒与原子守恒知有H₂O参与反应且有水生成，所以阴极上发生的电极反应式为：2NO₃^-+12H⁺+10e^-=N₂+6H₂O，
故答案为：A；2NO₃^-+10e^-+12H⁺=6H₂O+N₂↑．

点评：本题考查了电解原理，明确阴阳极上发生的电极反应及离子移动方向、阴阳极的判断方法等知识点即可解答，难点是电极反应式的书写盐类水解，根据溶液中的溶质及其溶液酸碱性来分析解答，根据电荷守恒、物料守恒确定离子浓度大小，难点是水解平衡常数的计算，利用三段式法解答，题目难度中等．