题目内容
4．
研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义．（Ⅰ）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等．
①已知：Fe2O3（s）+3C（石墨）═2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489kJ•mol-1
C（石墨）+CO2 （g）═2CO（g）△H2=+172kJ•mol-1
写出以赤铁矿和石墨为原料高炉炼铁的热化学方程式2Fe2O3（s）+3C（石墨）=4Fe（s）+3CO2（g）△H=462KJ/mol．
②利用燃烧反应可设计成CO/O2燃料电池（以H2SO4溶液为电解质溶液），写出该电池的负极反式CO+H2O-2e-=CO2+2H+．
（Ⅱ）利用如图装置，可以模拟铁的电化学防护．
若X为铜，为减缓铁的腐蚀，开关K应置于N 处；若X为锌棒，开关K置于M处，该电化学防护法称
为牺牲阳极的阴极保护法．
分析 （Ⅰ）①已知：a、Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ•mol-1
b、C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172kJ•mol-1
依据盖斯定律a×2-b×3得到计算得到热化学方程式；
②CO-O2燃料电池（以H2SO4溶液为电解液），依据原电池原理，负极失电子发生氧化反应，燃料在负极失电子发生氧化反应；
（Ⅱ）作原电池正极或电解池阴极的金属被保护；若Z为锌，开关K置于M处，该方法为牺牲阳极的阴极保护法．
解答 解：（Ⅰ）①已知：a、Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ•mol-1
b、C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172kJ•mol-1
依据盖斯定律a×2-b×3得到：2Fe2O3（s）+3C（石墨）=4Fe（s）+3CO2（g）△H=489×2-172×3=462KJ/mol，故答案为：2Fe2O3（s）+3C（石墨）=4Fe（s）+3CO2（g）△H=462KJ/mol；
②CO-O2燃料电池（以H2SO4溶液为电解液），一氧化碳在负极失电子发生氧化反应生成二氧化碳，原电池负极电极反应为：CO+H2O-2e-=CO2+2H+，
故答案为：CO+H2O-2e-=CO2+2H+；
（Ⅱ）若X为铜，为减缓铁的腐蚀，铁比铜活泼，所以要采用外加电流的阴极保护法，所以为延缓铁腐蚀，K应置于N处；
若Z为锌，开关K置于M处，该方法为牺牲阳极的阴极保护法，
故答案为：N；牺牲阳极的阴极保护法．
点评 本题考查了盖斯定律的应用以及原电池和电解池原理，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液的酸碱性书写，难度中等．
练习册系列答案
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