Question

17．碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的新生活方式．
（1）将CO₂与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等．
①已知：C（石墨）+CO₂（g）=2CO（g）△H₂=+172.5kJ/mol
Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H₁=+489.0kJ/mol
则CO还原Fe₂O₃的热化学方程式为Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-28.5kJ/mol；
②氯化钯（PdCl₂）溶液常被应用于检测空气中微量CO．PdCl₂被还原成单质，反应的化学方程式为PdCl₂+CO+H₂O=Pd+CO₂+2HCl；                                    
（2）将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入C₃H₈和O₂构成丙烷燃料电池．
①负极电极反应式是C₃H₈ +26OH^--20e^-=3CO₃^2-+17H₂O；
②某同学利用丙烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe（OH）₂的实验装置（如图所示），通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色．下列说法中正确的是ABD．（填序号）
A．电源中的a为正极，b为负极
B．可以用NaCl溶液作为电解液
C．A、B两端都必须用铁作电极
D．阴极发生的反应是：2H⁺+2e^-=H₂↑

Answer 1

分析 （1）①根据盖斯定律，由已知热化学方乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式，反应热也乘以相应的系数并进行相应的加减，据此计算；
②根据氧化还原反应规律，CO与PdCl₂溶液反应，PdCl₂被还原成单质，则CO被氧化成CO₂，根据质量守恒定律，有水参与反应同时生成氯化氢，据此写出反应的化学方程式即可；
（2）①根据C₃H₈和O₂构成丙烷燃料电池的总反应：C₃H₈+5O₂+6OH^-=3CO₃^2-+7H₂O，正极发生还原反应，电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，而负极电极反应式=总反应方程式-正极的电极反应式来解答；
②A、B端析出氢气可驱赶原溶液中溶解的少量氧气；
B、电解液选用NaCl溶液不影响实验，因为阳极是铁失电子生成亚铁离子，溶液中的阴离子不放电；
C、阳极应该用铁电极，阴极用惰性电极亦可；
D、B电极反应是阴极氢离子放电生成氢气．

解答 解：（1）①Fe₂O₃（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H₁=+489.0kJ/mol ①
C（石墨）+CO₂（g）=2CO（g）△H₂=+172.5kJ/mol ②
由①-②×3，得到热化学方程式：Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-28.5kJ/mol，
故答案为：Fe₂O₃（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO₂（g）△H=-28.5kJ/mol；
②氧化还原反应规律，CO与PdCl₂溶液反应，PdCl₂被还原成单质，则CO被氧化成CO₂，根据质量守恒定律，有水参与反应同时生成氯化氢，反应的化学方程式为：PdCl₂+CO+H₂O=Pd+CO₂+2HCl，
故答案为：PdCl₂+CO+H₂O=Pd+CO₂+2HCl；
（2）①C₃H₈和O₂构成丙烷燃料电池的总反应：C₃H₈+5O₂+6OH^-=3CO₃^2-+7H₂O，正极发生还原反应，电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，负极发生氧化反应，电极反应式为：C₃H₈ +26OH^--20e^-=3CO₃^2-+17H₂O，
故答案为：C₃H₈ +26OH^--20e^-=3CO₃^2-+17H₂O；
②A、因为生成的氢气将装置中原有氧气溢出，所以氢气从B端阴极析出，A电极则是铁做阳极失去电子生成亚铁离子，电源中的a与A相连，则a为正极，b与B相连，则b为负极，故A正确；
B、电解池中阳极是铁失去电子发生氧化反应生成亚铁离子，阴极是溶液中的氢离子得电子发生还原反应，所以电解质溶液中的阴离子不会在阳极失电子，所以选用NaCl溶液不影响实验，故B正确；
C、阳极应该用铁电极，阴极可以是铁也可以是其他惰性电极，故C错误；
D、阴极氢离子放电，其电极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，故D正确；
故答案为：ABD．

点评 本题考查热化学方程式、电极反应的书写，做题时注意把握影响平衡移动的因素、原电池、电解池原理和电极书写，题目难度中等．