Question

（1）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐．电池反应正极电极反应式为

 

；放电时，CO₃^2-移向电池的

 

（填“正”或“负”）极．
（2）碳氢化合物完全燃烧生成CO₂和H₂O．常温常压下，空气中的CO₂溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，c（H₂CO₃）=1.5×10^-5mol?L^-1．若忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，则H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺的平衡常数K₁=

 

．（已知：10^-5.60=2.5×10^-6）
（3）常温下，0.1mol?L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，则溶液c（H₂CO₃）

 

c（CO₃^2-）（填“＞”、“=”或“＜”），原因是

 

（用离子方程式和必要的文字说明）．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理,弱电解质在水溶液中的电离平衡,盐类水解的原理

专题：

分析：（1）丙烷燃料电池中，正极上氧气得电子和二氧化碳反应生成碳酸根离子；阴离子向负极移动；
（2）依据平衡常数概念结合平衡状态下离子浓度和同时浓度计算得到；
（3）根据NaHCO₃溶液的中HCO₃^-的水解程度大于自身的电离程度来回答．

解答： 解：（1）丙烷燃料电池中，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^-═2CO₃^2-，放电时，CO₃^2-移向电池的负极移动；
故答案为：O₂+2CO₂+4e^-═2CO₃^2-；负；
（2）常温常压下，空气中的CO₂溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，c（H⁺）=c（HCO₃^-）=10^-5.6mol/L；c（H₂CO₃）=1.5×10^-5 mol?L^-1．若忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，则H₂CO₃的第一级电离的平衡常数K₁=

c(H+)?c(HCO3-)

c(H2CO3)

=

10-5.6×10-5.6

1.5×10-5

=4.2×10^-7 mol?L^-1，故答案为：4.2×10^-7 mol?L^-1；
（3）因NaHCO₃溶液显碱性，HCO₃^-的水解程度大于自身的电离程度，即NaHCO₃溶液中既存在电离平衡为HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺，水解平衡为HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，而HCO₃^-水解程度大于电离程度，
故答案为：＞；因为NaHCO₃溶液中既存在电离平衡：HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺，又存在水解平衡：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，而HCO₃^-水解程度大于电离程度．

点评：本题考查了燃料电池的工作原理、弱电解质平衡常数的计算、盐类水解的分析，题目难度中等，侧重于考查学生对基础知识的应用能力．