Question

Ⅰ．一氧化碳是一種用途相當廣泛的化工基礎原料．
（1）利用下列反應可以將粗鎳轉化為純度達99.9%的高純鎳．
Ni（s）+4CO（g）Ni（CO）₄（g） 該反應的△H

＜

0 （選填“＞”或“=”或“＜”）．
（2）在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質硫．已知：
C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H₁=-393.5kJ?mol^-1
CO₂（g）+C（s）=2CO（g）△H₂=+172.5kJ?mol^-1
S（s）+O₂（g）=SO₂（g）△H₃=-296.0kJ?mol^-1
請寫出CO除SO₂的熱化學方程式

2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）△H₃=-270kJ?mol^-1

．
（3）如圖中左圖是一碳酸鹽燃料電池，它以CO為燃料，一定比例Li₂CO₃和Na₂CO₃低熔混合物為電解質，右圖是粗銅精煉的裝置圖，現用燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗．回答下列問題：
①寫出A極發(fā)生的電極反應式

CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂

．
②要用燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗，則B極應該與

D

極 （填：“C”或“D”）相連．
③當消耗2.24L（標況下）CO時，粗銅電極理論上減少銅的質量

小于

（填：“大于”、“等于”或“小于”）6.4克．
Ⅱ．（1）已知Na₂CrO₄溶液酸化時發(fā)生的反應為：2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O，若1L酸化后所得溶液中鉻元素的總物質的量為0.55mol，CrO₄^2-有

10

11

轉化為Cr₂O₇^2-．又知：常溫時該反應的平衡常數K=10¹⁴．上述酸化后所得溶液的pH=

6

．
（2）根據有關國家標準，含CrO₄^2-的廢水要經化學處理，使其濃度降至5.0×10^-7mol?L^-1以下才能排放．含CrO₄^2-的廢水處理通常有以下兩種方法．
①沉淀法：加入可溶性鋇鹽生成BaCrO₄沉淀[K_sp（BaCrO₄）=1.2×10^-10]，再加入可溶性硫酸鹽處理多余的Ba²⁺．加入可溶性鋇鹽后的廢水中Ba²⁺的濃度應不小于

2.4×10^-4

mol?L^-1，然后再進行后續(xù)處理方能達到國家排放標準．
②還原法：CrO₄^2-

綠礬

氫離子

Cr³⁺

石灰水

Cr（OH）₃．用該方法處理10m³ CrO₄^2-的物質的量濃度為1.0×10^-3 mol?L^-1的廢水，至少需要綠礬（FeSO₄?7H₂O，相對分子質量為278）

8.34

Kg（保留兩位小數）．

Answer 1

分析：Ⅰ．（1）根據大多數的化合反應為放熱反應，放熱反應的△H＜0；
（2）利用蓋斯定律可以根據已知的反應的熱化學方程式求反應2CO+SO₂=S+2CO₂的焓變，進而寫熱化學方程式；
（3）根據CO具有還原性，在負極上發(fā)生氧化反應生成CO₂，結合電解質書寫電極反應式；根據A為負極，B為正極，
粗銅精煉時，粗銅作陽極，與電源的正極相連；根據電子得失守恒以及粗銅中除了銅失去電子還有其他金屬失去電子；
Ⅱ．（1）先根據平衡常數計算出H⁺的物質的量濃度，求出PH；
（2）①根據沉淀的溶度積來計算；
②根據化合價升降總數相等建立關系式計算出綠礬（FeSO₄?7H₂O）的質量；

解答：解：Ⅰ．（1）反應Ni（s）+4CO（g） Ni（CO）₄（g）為化合反應，大多數的化合反應為放熱反應，放熱反應的△H＜0，故答案為：＜；
（2）根據蓋斯定律，反應2CO+SO₂=S+2CO₂的焓變=△H₁-△H₂-△H₃=-270 kJ?mol^-1，
故答案為：2CO（g）+SO₂（g）=S（s）+2CO₂（g）；△H₃=-270 kJ?mol^-1
（3）①CO具有還原性，在負極上發(fā)生氧化反應生成CO₂，電極反應式為：CO-2e^-+CO₃^2-═2CO₂，
故答案為：CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂ 
②因A為負極，B為正極，粗銅精煉時，粗銅作陽極，與電源的正極相連，故選：D  
③因粗銅中除了銅失去電子還有其他金屬失去電子，根據電子得失守恒可知減少銅的質量小于6.4克，故答案：小于
Ⅱ．（1）根據元素守恒，起始CrO₄²的物質的量為0.55mol，反應后，溶液中CrO₄²的物質的量為為0.55mol×

1

11

=0.05mol，Cr₂O₇^2-的物質的量為0.55mol×

10

11

×

1

2

=0.25mol，設H⁺的物質的量濃度為amol/L，
               2CrO₄^2-+2H⁺?Cr₂O₇^2-+H₂O
平衡（mol/L）  0.05       a        0.25
平衡常數K=

c( Cr2O7 2-)

c2(H+ )c2(CrO4 2-  )

=

0.25

(0.05 ) 2×a 2

=10^14_，則a=1.0×10^-6mol，PH=6，故答案為：6；
（2）①CrO₄^2-+Ba²⁺?BaCrO₄
    5.0×10^-7mol?L^-1    C（Ba²⁺）
  K_sp（BaCrO₄）=C（CrO₄^2-）×C（Ba²⁺）=5.0×10^-7×C（Ba²⁺）=1.2×10^-10，C（Ba²⁺）=2.4×10^-4mol/L，
（2）②CrO₄^2-

綠礬

氫離子

Cr³⁺，CrO₄^2-中的Cr化合價由+6價降為+3價，FeSO₄?7H₂O中鐵的化合價由+3價降為+2價，則有：CrO₄^2-～～～～～～3FeSO₄?7H₂O
        1                  3
  10^4_L×1.0×10^-3 mol?L^-1   30mol 
所以FeSO₄?7H₂O的質量為：30mol×278g/mol=8340g=8.34kg，故答案為：8.34；

點評：本題是一道熱化學和溶解平衡知識的題目，考查了學生熱化學方程式的書寫以及溶解平衡常數的有關知識，綜合性強，難度較大．