Question

（1）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li₂CO₃和Na₂CO₃的熔融盐混合物做电解质，CO为阴极燃气，空气与CO2的混合气为阳极燃气，制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：阴极反应式：2CO+2CO₃^2-+4e^-=4CO₂；
则阳极反应式为

 

；
（2）已知下列热化学方程式：
Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g）；△H=-24.8kJ/mol
Fe₂O₃（s）+

1

3

CO（g）═

2

3

Fe₃O₄（s）+

1

3

CO₂（g）；△H=-15.73kJ/mol
Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）；△H=+640.4kJ/mol
则14g CO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO₂气体时对应的△H约为

 

；
（3）某温度下，反应SO₂（g）+

1

2

O₂（g）═SO₃ （g） 的平衡常数K₁=50，在同一温度下，反应2SO₃（g）═2SO₂（g）+O₂（g）的平衡常数K₂的值为

 

．
（4）某温度下纯水中C（H⁺）=2×10^-7 mol/L，若温度不变，滴入稀盐酸使C（H⁺）=5×10^-6 mol/L，则此时溶液中的C（OH^-）=

 

．

Answer 1

考点：化学平衡常数的含义,用盖斯定律进行有关反应热的计算,电极反应和电池反应方程式,离子积常数

专题：

分析：（1）该燃料电池中，负极上CO失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子；
（2）由盖斯定律来计算反应热；
（3）平衡常数生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，只与温度有关；
（4）根据温度不变，水的离子积C（H⁺）×C（OH^-）为常数计算．

解答： 解：该熔融盐燃料电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子，电极反应式为O₂+2CO₂+4e^-═2 CO₃^2-，故答案为：O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-；
（2）Fe₂O₃（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO₂（g）；△H=-24.8kJ/mol ①
Fe₂O₃（s）+

1

3

CO（g）═

2

3

Fe₃O₄（s）+

1

3

CO₂（g）；△H=-15.73kJ/mol  ②
Fe₃O₄（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO₂（g）；△H=+640.4kJ/mol        ③
依据盖斯定律计算①×3-③×2+②×3，得到：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO₂（g）△H=-218.0kJ/mol，则14g CO气体还原足量FeO固体得到Fe单质和CO₂气体时对应的△H约为-109kJ/mol，故答案为：-109kJ/mol；
（3）反应SO₂（g）+

1

2

O₂（g）═SO₃ （g） 的平衡常数K₁=

c(SO3)

c(SO2)?c 1 2 (O2)

=50，反应2SO₃（g）═2SO₂（g）+O₂（g）的平衡常数K₂=

c2(SO2)?c(O2)

c2(SO3)

=

1

K12

=

1

502

=4×10^-4，故答案为：4×10^-4；
 （4）某温度下纯水中C（H⁺）=2×10^-7 mol/L，则水的离子积Kw=（2×10^-7）²，滴入稀盐酸使C（H⁺）=5×10^-6 mol/L，则此时溶液中的C（OH^-）=

(2×10-7)2

5×10-6

=8×10^-9，故答案为：8×10^-9 mol/L．

点评：本题考查了化学平衡常数的计算，盖斯定律的应用，电池反应式的书写，离子积的计算等，综合性较强，难度中等．