Question

（2013?德州模擬）鈉及其化合物具有廣泛的用途．
（1）工業上可利用反應Na（l）+KCl（l）?K（g）+NaCl（l）來治煉金屬鉀，此反應利用了鈉的還原性及

金屬鈉的沸點高于金屬鉀的沸點

，寫出鈉與TiCl₄反應冶煉Ti的化學方程式

4Na+TiCl₄

高溫  .

Ti+4NaCl

．
（2）用Na₂CO₃熔融鹽作電解質，CO、O₂為原料組成的新型電池的研究取得了重大突破．該電池示意圖如右：負極電極反應式為

2CO-4e^-+2CO₃^2-=4CO₂

，為了使該燃料電池長時間穩定運行，電池的電解質組成應保持穩定，電池工作時必須有部分A物質參加循環．A物質的化學式為

CO₂

．
（3）常溫下，濃度均為0.1mol?L^-1的下列五種鈉鹽溶液的pH如下表；

溶質	CH3COONa	NaHCO3	Na2CO3	NaClO	NaCN
pH	8.8	9.7	11.6	10.3	11.1

上述鹽溶液中的陰離子，結合H⁺能力最強的是

CO₃^2-

，根據表中數據，濃度均為0.01mol?L^-1的下列四種酸的溶液分別稀釋100倍，pH變化最大的是

C

（填編號）．
A．HCN     B．HClO      C．CH₃COOH      D．H₂CO₃
（4）實驗室中常用NaOH來進行洗氣和提純．當300mL 1mol?L^-1的NaOH溶液吸收標準狀況下4.48LCO₂時，所得溶液中各離子濃度由大到小的順序為

C（Na⁺）＞C（HCO₃^-）＞C（CO₃^2-）＞C（OH^-）＞C（H⁺）

．
（5）幾種離子開始沉淀時的pH如下表：

離子	Fe2+	Cu2+	Mg2+
pH	7.6	5.2	10.4

當向含相同濃度Cu²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺離子的溶液中滴加NaOH溶液時，

Cu²⁺

（填離子符號）先沉淀，K_SP[（Fe（OH）₂]

＜

K_SP[（Mg（OH）₂]（填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

分析：（1）根據平衡移動原理，為使反應向正反應方向進行，可使生成物從平衡體系中分離出來，由Na和K的沸點大小，制取的適宜溫度應能使K蒸汽分離出，而鈉為液體；
根據題中信息書以及原子守恒寫化學方程式；
（2）燃料電池中，負極上燃料失電子發生氧化反應，正極上氧化劑得電子發生還原反應；將兩個方程式相加即得一氧化碳燃燒方程式；根據電極反應分析即可；
（3）越容易水解的鹽，越容易結合氫離子，相同濃度的鈉鹽溶液，pH越大則鹽的水解程度越大，濃度相同的酸稀釋相同的倍數后，酸性越強的酸其pH變化越大；
（4）先分析溶液中的成分，再根據鹽類的水解和電荷守恒來分析，注意鹽類的水解是微弱的；
（5）結合金屬離子開始沉淀的pH來分析；根據同類型的沉淀，金屬離子開始沉淀的pH來計算出K_SP，金屬離子的濃度相同，C（OH^-）越大，K_SP越大；

解答：解：（1）制取的適宜溫度應能使K蒸汽分離出，而鈉為液體，即金屬鈉的沸點高于金屬鉀的沸點；鈉與TiCl₄反應冶煉Ti，同時得到氯化鈉，方程式為：4Na+TiCl₄

高溫  .

Ti+4NaCl，故答案為：金屬鈉的沸點高于金屬鉀的沸點；4Na+TiCl₄

高溫  .

Ti+4NaCl；
（2）該燃料電池的總反應為：2CO+O₂=2CO₂，通入氧氣和CO₂的混合氣體一極為原電池的正極，發生還原反應，電極反應式為：O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-，通入CO的一極為原電池的負極，發生氧化反應，電極反應式為：2CO-4e^-+2CO₃^2-=4CO₂，由電極反應可知電池工作時參加循環的物質為CO₂，
故答案為：2CO-4e^-+2CO₃^2-=4CO₂；CO₂；
（3）越容易水解的鹽，越容易結合氫離子，相同濃度的鈉鹽溶液，pH越大則鹽的水解程度越大，所以最易水解的鹽是碳酸鈉，所以最容易結合氫離子的陰離子是CO₃^2-；濃度相同的酸稀釋相同的倍數后，酸性越強的酸其pH變化越大，HCN、HClO、CH₃COOH、H₂CO₃四種酸的酸性大小順序是CH₃COOH＞H₂CO₃＞HClO＞HCN，所以溶液的pH變化最大的是醋酸，故答案為：CO₃^2-；C；
（4）300mL 1mol?L^-1的NaOH的物質的量=1mol/L×0.4L=0.3mol，標準狀況下4.48LCO₂的物質的量=

4.48L

22.4L/mol

=0.2mol，這樣，反應后的溶液就是0.1mol的NaHCO₃和0.1mol的Na₂CO₃，無論碳酸鈉還是碳酸氫鈉，溶液都呈堿性，即：C（OH^-）＞C（H⁺），溶液中氫氧根離子有兩個來源，一個是碳酸根離子水解，一個是碳酸氫根離子水解，碳酸根離子水解程度大于碳酸氫根離子的水解，所以C（HCO₃^-）＞C（CO₃^2-）＞C（OH^-），故溶液中各離子濃度大小順序是
C（Na⁺）＞C（HCO₃^-）＞C（CO₃^2-）＞C（OH^-）＞C（H⁺），故答案為：C（Na⁺）＞C（HCO₃^-）＞C（CO₃^2-）＞C（OH^-）＞C（H⁺）；
（5）Cu²⁺開始沉淀的pH最小，所以Cu²⁺先沉淀；Mg²⁺、Fe²⁺開始沉淀的C（OH^-）分別為：10^-3.6mol?L^-1、10^-6.4mol?L^-1，所以K_SP[（Fe（OH）₂]＜K_SP[（Mg（OH）₂]，故答案為：Cu²⁺；＜．

點評：本題考查了平衡移動原理、電極反應方程式的書寫、離子濃度大小的比較、溶液pH的計算等知識點，離子濃度大小的比較是學習的難點，一般利用電荷守恒、物料守恒和質子守恒來分析解答．