Question

節(jié)能減排是當(dāng)今社會(huì)的熱門(mén)話題，研發(fā)混合動(dòng)力汽車(chē)對(duì)于中國(guó)汽車(chē)業(yè)的未來(lái)具有重要的戰(zhàn)略意義．混合動(dòng)力汽車(chē)持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)力性好的優(yōu)點(diǎn)，無(wú)污染、低噪聲的好處，汽車(chē)的熱效率可提高10%以上，廢氣排放可改善30%以上，某種混合動(dòng)力汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)由“1.6L汽油機(jī)十自動(dòng)變速器十20kW十200V鎳氫電池”組成．
①混合動(dòng)力汽車(chē)所用的燃料之一是乙醇，1g乙醇完全燃燒生成CO₂氣體和液態(tài)H₂O放出30.0kJ熱量，寫(xiě)出乙醇燃燒的燃燒熱的熱化學(xué)方程式

 

．
②鎳氫電池的使用可以減少對(duì)環(huán)境的污染，它采用儲(chǔ)氫金屬為負(fù)極，堿液NaOH為電解液，鎳氫電池充電時(shí)發(fā)生反應(yīng)Ni（OH）₂=NiO（OH）+

1

2

H₂．其放電時(shí)的正極的電極反應(yīng)方程式為

 

．
③常溫下，同濃度的Na₂CO₃溶液和NaHCO₃溶液的pH都大于7，兩者中哪種的pH更大，其原因是

 

．0.1mol?L^-1 Na₂CO₃中陰高子濃度大小關(guān)系是

 

，向0.1mol?L^-1 Na₂CO₃溶液中滴入少量氫氧化鋇溶液，則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：

 

．
（2）二氧化錳、鋅是制備干電池的重要原料，工業(yè)上用軟錳礦（含MnO₂）和閃鋅礦（含ZnS）聯(lián)合生產(chǎn)二氧化錳、鋅的工藝如下：

①操作Ⅰ需要的玻璃儀器是

 

．
②軟錳礦（含MnO₂）和閃鋅礦與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

，上述電解過(guò)程中，當(dāng)陰極生成6.5g B時(shí)陽(yáng)極生成的MnO₂的質(zhì)量為

 

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③利用鋁熱反應(yīng)原理，可以從軟錳礦中提取錳，發(fā)生的化學(xué)方程式為

 

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Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,化學(xué)電源新型電池,電解原理

專(zhuān)題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電化學(xué)專(zhuān)題

分析：（1）①1g乙醇完全燃燒生成CO₂氣體和液態(tài)H₂O放出30.0kJ熱量，計(jì)算46g乙醇燃燒放熱，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)反應(yīng)的焓變寫(xiě)出熱化學(xué)方程式；
②依據(jù)原電池反應(yīng)，放電時(shí)的正極的電極反應(yīng)是得到電子發(fā)生還原反應(yīng)NiO（OH）反應(yīng)生成Ni（OH）₂，
③碳酸鈉溶液中碳酸根離子水解程度大于碳酸氫根離子水解程度分析；碳酸鈉溶液中碳酸根離子水解顯堿性以此比較陰離子濃度大小，向0.1mol?L^-1 Na₂CO₃溶液中滴入少量氫氧化鋇溶液，氫氧化鋇全部反應(yīng)，離子方程式中符合化學(xué)式組成比；
（2）①操作Ⅰ是溶液和固體分離需要過(guò)濾操作，依據(jù)過(guò)濾裝置分析需要的玻璃儀器；
②工業(yè)上用軟錳礦（含MnO₂）和閃鋅礦（含ZnS），溶于稀硫酸得到硫酸錳、硫酸鋅和單質(zhì)硫，電極電解質(zhì)溶液得到陽(yáng)極上是MnO₂，陰極上是鋅；依據(jù)電極反應(yīng)和電子守恒計(jì)算；
③鋁熱反應(yīng)原理，可以從軟錳礦中提取錳，是利用鋁和二氧化錳高溫加熱反應(yīng)生成錳；

解答： 解：（1）①1g乙醇完全燃燒生成CO₂氣體和液態(tài)H₂O放出30.0kJ熱量，46g乙醇燃燒放熱1380KJ，標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)反應(yīng)的焓變寫(xiě)出熱化學(xué)方程式為：C₂H₅OH_（l）+3O_2（g）=2CO_2（g）+3H₂O_（l）；△H=-1380KJ/mol；
故答案為：C₂H₅OH_（l）+3O_2（g）=2CO_2（g）+3H₂O_（l）；△H=-1380KJ/mol；
②儲(chǔ)氫金屬為負(fù)極，堿液NaOH為電解液，鎳氫電池充電時(shí)發(fā)生反應(yīng)Ni（OH）₂=NiO（OH）+

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H₂，放電時(shí)的，NiO（OH）反應(yīng)生成Ni（OH）₂，得到電子發(fā)生還原反應(yīng)
正極的電極反應(yīng)方程式，NiO（OH）+H₂O+e^-═Ni（OH）₂+OH^-； 
故答案為：NiO（OH）+H₂O+e^-═Ni（OH）₂+OH^-； 
③常溫下，同濃度的Na₂CO₃溶液和NaHCO₃溶液的pH都大于7，碳酸鈉溶液中碳酸根離子水解程度大于碳酸氫根離子水解程度，兩者中碳酸鈉溶液的pH更大，碳酸鈉溶液中碳酸根離子水解顯堿性以此比較陰離子濃度大小，陰離子濃度大小為：C（CO₃^2-）＞C（OH^-）＞C（HCO₃^-），向0.1mol?L^-1 Na₂CO₃溶液中滴入少量氫氧化鋇溶液，氫氧化鋇全部反應(yīng)，離子方程式中符合化學(xué)式組成比，反應(yīng)的離子方程式為：Ba²⁺+2OH^-+2HCO₃^-═BaCO₃↓+CO₃^2-+2H₂O；
故答案為：Na₂CO₃，CO₃^2-水解比HCO₃^-水解程度大，產(chǎn)生的OH^-更多，所以Na₂CO₃溶液的堿性比NaHCO₃的大，溶液PH大； C（CO₃^2-）＞C（OH^-）＞C（HCO₃^-）；
Ba²⁺+2OH^-+2HCO₃^-═BaCO₃↓+CO₃^2-+2H₂O；
（2）①操作Ⅰ是溶液和固體分離需要過(guò)濾操作，需要的玻璃儀器為：漏斗、燒杯、玻璃棒；
故答案為：漏斗、燒杯、玻璃棒；
②軟錳礦（含MnO₂）和閃鋅礦（含ZnS），溶于稀硫酸得到硫酸錳、硫酸鋅和單質(zhì)硫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：MnO₂+ZnS+2H₂SO₄═MnSO₄+ZnSO₄+S↓+2H₂O，電極電解質(zhì)溶液得到陽(yáng)極上是MnO₂，陰極上得到的是鋅；依據(jù)電極反應(yīng)和電子守恒計(jì)算，Mn²⁺～MnO₂～2e^-；Zn²⁺～Zn～2e^-，當(dāng)陰極生成6.5g B物質(zhì)的量為0.1mol，則陽(yáng)極生成的MnO₂的物質(zhì)的量為0.1mol，質(zhì)量=0.1mol×87g/mol=8.7g
故答案為：MnO₂+ZnS+2H₂SO₄═MnSO₄+ZnSO₄+S↓+2H₂O，8.7 g；
③利用鋁熱反應(yīng)原理，可以從軟錳礦中提取錳，鋁和二氧化錳高溫加熱反應(yīng)生成錳和氧化鋁，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3MnO₂+4Al

高溫  .

2Al₂O₃+3Mn；
故答案為：3MnO₂+4Al

高溫  .

2Al₂O₃+3Mn；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)方法，原電池、電解池原理的分析應(yīng)用，鹽類(lèi)水解和溶液中離子濃度大小分析是解題關(guān)鍵，題目難度中等．