Question

运用化学反应原理研究碳的氧化物的性质具有重要意义．
（1）CO₂是一种重要的物质，但其过量排放，可能导致全球气温升高．下列措施不能够有效控制CO₂所导致的温室效应的是

④

（填序号）
①大力发展低碳产业，提倡低碳生活，依法控制CO₂的过量排放
②禁止滥砍滥伐，植树造林，恢复生态
③开发利用各种新型能源代替煤、石油、天然气等化石能源
④提倡使用脱硫煤、无铅汽油等清洁燃料
（2）常温下，碳酸在水中的电离常数K_a1=4.2×10^-7，K_a2=5.6×10^-11；次氯酸在水中的电离常数K_a=4.7×10^-8．写出84消毒液露置在空气中发生反应的离子方程式

ClO^-+CO₂+H₂O=HClO+HCO₃^-；2HClO=2H⁺+2Cl^-+O₂↑

．
（3）CO具有还原性，某同学设计图示装置（固定装置及胶管略去）验证CO气体能否与Na₂O₂反应．

已知：H₂C₂O₄

浓硫酸  .

△

 CO₂↑+CO↑+H₂O，则实验选择的最简单的装置接口连接顺序为

abcf

；若CO能够与Na₂O₂发生反应，则预测反应产物为

Na₂CO₃

．
（4）已知C（s）+O₂（g）=CO₂（g），△H=-393.5kJ?mol^-1；CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g），△H=-283.0kJ?mol^-1，写出CO₂ 和C（s）反应的热化学方程式

CO₂（g）+C（s）=2CO（g）△H=+172.5kJ?mol^-1

．以CO为燃料制作燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入CO，电解质是熔融碳酸盐，放电时负极反应式为

CO+CO₃^2-→2CO₂+2e^-

．若使用该电池电解饱和食盐水制取1molNaClO，则理论上需要氧气的体积为（标准状况下）

11.2

L．

Answer 1

分析：（1）①提倡低碳生活，依法控制CO₂的过量排放，可以有效控制二氧化碳的排放；
②植树造林，进行光合作用吸收二氧化碳放出氧气；
③开发新能源替代化石燃料减少二氧化碳排放；
④煤脱硫后燃烧不能减少二氧化碳的排放；
（2）依据电离平衡常数比较碳酸酸性大于次氯酸，第一步电离大于次氯酸，第二步电离小于次氯酸的电离，结合84消毒液成分为次氯酸钠和二氧化碳反应生成的次氯酸见光分解分析；
依据反应生成产物结合试验目是验证CO气体能否与Na₂O₂反应的分析，通入过氧化钠前需要除去二氧化碳、水；依据二氧化碳和过氧化钠的反应类推分析得到生成产物为碳酸钠；
（4）依据热化学方程式结合盖斯定律计算得到；依据热量电池是燃料做原电池的负极失电子发生氧化反应，氧气做正极得到电子发生还原反应；依据电子守恒计算需要的氧气

解答：解：（1）①提倡低碳生活，依法控制CO₂的过量排放，可以有效控制二氧化碳的排放；故①正确；
②禁止滥砍滥伐，植树造林，恢复生态，进行光合作用吸收二氧化碳放出氧气；故②正确；
③开发利用各种新型能源代替煤、石油、天然气等化石能源，开发新能源替代化石燃料减少二氧化碳排放；故③正确；
④煤脱硫、无铅汽油燃烧不能减少二氧化碳的排放；故④错误；
故答案为：④；
（2）依据电离平衡常数比较碳酸酸性大于次氯酸，第一步电离大于次氯酸，第二步电离小于次氯酸的电离，结合84消毒液成分为次氯酸钠和二氧化碳反应生成的次氯酸见光分解分析可知；次氯酸钠和二氧化碳、水反应生成次氯酸和碳酸氢钠，次氯酸见光分解生成盐酸和氧气，反应的离子方程式为：ClO^-+CO₂+H₂O=HClO+HCO₃^-；2HClO=2H⁺+2Cl^-+O₂↑；
故答案为：ClO^-+CO₂+H₂O=HClO+HCO₃^-；2HClO=2H⁺+2Cl^-+O₂↑；
（3）依据反应生成产物结合试验目是验证CO气体能否与Na₂O₂反应的分析，通入过氧化钠前需要除去二氧化碳、水；所以依据题干图装置可知，先除去二氧化碳，再用浓硫酸干燥，导气管的连接顺序为：abcf；依据二氧化碳和过氧化钠的反应类推分析得到生成产物为碳酸钠；
故答案为：abcf；Na₂CO₃；
（4）已知①C（s）+O₂（g）=CO₂（g），△H=-393.5kJ?mol^-1；②CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g），△H=-283.0kJ?mol^-1，依据盖斯定律计算，①-②×2得到CO₂ 和C（s）反应的热化学方程式为：CO₂（g）+C（s）=2CO（g）△H=+172.5 kJ?mol^-1；以CO为燃料制作燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入CO，电解质是熔融碳酸盐，依据原电池反应原理可知负极是一氧化碳失电子发生氧化反应生成二氧化碳的过程，根据电解质环境是熔融碳酸盐和电子守恒得到负极电极反应为：CO+CO₃^2-→2CO₂+2e^-；  
使用该电池电解饱和食盐水制取1molNaClO，结合电解反应化学方程式计算，2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；Cl₂+2NaOH=NaClO+NaCl+H₂O；得到NaCl+H₂O

通电  .

NaClO+H₂↑依据电子守恒得到：O₂～4e-～2NaClO，则理论上需要氧气物质的量为0.5mol，氧气的体积为（标准状况下） 11.2L；
故答案为：CO₂（g）+C（s）=2CO（g）△H=+172.5kJ?mol^-1；CO+CO₃^2-→2CO₂+2e^-；11.2；

点评：本题考查了物质性质实验的方案设计，热化学方程式，原电池原理的应用，电解计算，电离平衡常数的表方法，化学方程式的电子守恒的计算应用，题目难度中等．