Question

I? “套管實(shí)驗(yàn)”是將一支較小的玻璃儀器裝入另外一個玻璃儀器中，經(jīng)組裝來完成原來需要更多儀器進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。因其具有許多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，如圖實(shí)驗(yàn)為“套管實(shí)驗(yàn)”，小試管內(nèi)塞有沾有無水硫酸銅粉末的棉花球。請觀察實(shí)驗(yàn)裝置，分析實(shí)驗(yàn)原理，回答下列問題：

???

 

（1）該實(shí)驗(yàn)的目的是_____________________

（2）實(shí)驗(yàn)開始前微熱試管，說明裝置不漏氣的現(xiàn)象是???????????????????????????????

（3）一段時間后結(jié)束實(shí)驗(yàn)，待裝置冷卻，取出小試管中固體溶于水，然后滴加1mol/L鹽酸，產(chǎn)生CO2的量與鹽酸的量的關(guān)系如圖所示。其中合理的是________________

II燃料電池是一種連續(xù)的將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電池。氫氣、烴、肼、甲醇等液體或氣體，均可以作燃料電池的燃料。請回答下列問題：

（1）以甲烷和氧氣為原料，氫氧化鈉溶液為電解質(zhì)溶液構(gòu)成電池。寫出其正極反應(yīng)式???

（2）以上述電池為電源，石墨為電極電解1L 0. 1mol/L的氯化鉀溶液�；卮鹣铝袉栴}：

寫出電解總反應(yīng)的離子方程式????????????????????? ???????????????

（3）室溫時，電解一段時間后，取25mL上述電解后溶液，滴加0.2mol/L醋酸，加入醋酸的體積與溶液的pH的關(guān)系如圖所示（不考慮能量損失和氣體溶于水，溶液體積變化忽略不計(jì)）

????????????? ①計(jì)算消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下甲烷???????? mL

????????????? ②若圖中的B點(diǎn)pH=7，則酸堿恰好完全反應(yīng)的點(diǎn)在??????? 區(qū)間（填“AB”、“BC”或“CD”）

????????????? ③AB區(qū)間溶液中各離子濃度大小關(guān)系中可能正確的是?????????????????

A． c(K+)＞c(OH－)＞c (CH3COO－) ＞c(H+)???

B． c(K+)＞c(CH3COO－)＞c(OH－) ＞c(H+)

C． c(K+)＞c(CH3COO－)=c(OH－) ＞c(H+)

 

Answer 1

【答案】

（I）（1）探究（或證明）碳酸氫鈉不穩(wěn)定，受熱易分成解產(chǎn)生CO2和H2O，而碳酸鈉穩(wěn)定。

（2）A、B導(dǎo)管末端均有氣泡產(chǎn)生，冷卻后均有液柱回流（3）B、C????

(II)（1）O2+2H2O+4e-=4OH— （2）2Cl—+2H2O2OH—+H2↑+Cl2↑

（3）? ① 280???? ② A B?????? ③ A B C

【解析】

試題分析：（I）（1）兩個試管內(nèi)分別裝有Na2CO3、NaHCO3，給它們加熱，病用澄清的石灰水來檢驗(yàn)CO2的產(chǎn)生。就是來探究二者的熱穩(wěn)定性的相對大小。（2）實(shí)驗(yàn)開始前微熱試管，說明裝置不漏氣的現(xiàn)象是A、B導(dǎo)管末端均有氣泡產(chǎn)生，冷卻后均形成穩(wěn)定的水柱。（3）NaHCO3不穩(wěn)定，受熱分解2NaHCO3 Na2CO3+2H2O+CO2↑。向固體中加入HCl時首先發(fā)生反應(yīng)：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3；無氣體產(chǎn)生，當(dāng)該反應(yīng)完全后，再發(fā)生反應(yīng) NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+ CO2↑。放出氣體。因此，若NaHCO3完全分解，則兩步消耗的HCl的物質(zhì)的量相等，體積也相等。若它部分分解，則發(fā)生第一步消耗的HCl就比第二步少些。B為部分分解的圖像；C為完全分解的圖像。選項(xiàng)為BC。(II) （1）以甲烷和氧氣為原料，氫氧化鈉溶液為電解質(zhì)溶液構(gòu)成電池。其正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH—。（2）電解KCl溶液，陽離子放電能力H+>K+，所以H+在陰極放電產(chǎn)生氫氣，陰離子放電能力Cl->OH-。所以H+在陰極放電產(chǎn)生氯氣�？偡磻�(yīng)的離子方程式2Cl—+2H2O 2OH—+H2↑+Cl2↑。（3）①開始時pH=13, c(OH-)=0.1mol/L, v(OH-)=1L，所以n(OH-)=0.1mol.根據(jù)方程式可知轉(zhuǎn)移電子0.1mol.則消耗CH4的物質(zhì)的量為0.1mol÷8=0.0125mol,所以V（CH4）=0.0125mol× 22.4 L/mol=0.28L=280ml. ②酸堿恰好完全反應(yīng)得到CH3COOK是強(qiáng)堿弱酸鹽，水解顯堿性，所以若圖中的B點(diǎn)pH=7，則酸堿恰好完全反應(yīng)的點(diǎn)在AB間。③AB區(qū)間溶液可能是酸堿完全反應(yīng)得到CH3COOK，也可能是KOH過量時的KOH與CH3COOK的混合溶液。若KOH過量，且KOH>CH3COOK，則離子濃度大小關(guān)系為c(K+)＞c(OH－)＞c (CH3COO－) ＞c(H+)A正確。若KOH<CH3COOK，存在關(guān)系：c(K+)＞c(CH3COO－)＞c(OH－) ＞c(H+)；若恰好反應(yīng)，由于CH3COO—水解消耗，促進(jìn)了水的電離，最終使溶液中的離子c(OH－)＞c(H+)。存在關(guān)系：c(K+)＞c(CH3COO－)＞c(OH－) ＞c(H+)。B正確。若產(chǎn)生的CH3COOK與剩余的KOH物質(zhì)的量相等，則c(K+)＞c(CH3COO－)=c(OH－) ＞c(H+)。C正確。因此選項(xiàng)為ABC。

考點(diǎn)：考查Na2CO3、NaHCO3的熱穩(wěn)定性及它們與酸反應(yīng)的情況；電解原理、溶液中離子濃度的比較。