Question

運用化學反應原理研究碳、氮、硫、氯等單質及其化合物的反應，對生產、生活、環境保護等領域有著重要的意義。
（1）下列措施中，不利于環境保護的有        （填編號）。
a.大量開采使用化石燃料
b.使用無氟冰箱、空調
c.多步行多乘公交車，少用專車和私家車
d.將工業“廢氣”、“廢液”、“廢渣”直接排放
（2）工業上的“脫碳”指的是從“脫硝”、“脫硫”后的煙氣用堿液吸收并得到濃縮的二氧化碳。利用二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向。
①寫出吸收二氧化碳的離子方程式                      。
②常溫下，0.1mol/LNaHCO₃溶液的pH＞8，則溶液中c(H₂CO₃) _______c(CO₃^2－) （填“＞”、“＜”或“＝”）。
③合成的甲醇可以做為新型燃料電池的原料，若電解液是堿性的，則其負極的電極反應式為       。
（3）二氧化氯（ClO₂），為一種黃綠色氣體，是公認的高效、廣譜安全的殺菌消毒劑。工業上制備ClO₂的反應原理為：4HC1(濃)+2NaClO₃＝2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O+2NaCl。上述反應中，產生1 mol ClO₂，則被氧化的HC1為        。
（4）SO₂溶于水可以得到二元弱酸H₂SO₃（亞硫酸）。
①25℃時，將NaOH深液與亞硫酸混合至恰好中和，則混合液中各種離子濃度的大小關系為         。
②25℃時，當NaOH溶液與H₂SO₃等物質的量混合時，發現混合液pH＜7，請你簡要解釋其原因     。

Answer 1

（14分，每空2分）（1）ad （2）①CO₂＋2OH^－＝CO₃^2-＋H₂O或CO₂＋OH^－＝HCO₃^－ ②＞
③CH₃OH＋8OH^――6e^－＝CO₃^2－＋6H₂O （3）1mol或36.5g
（4）①c(Na⁺)＞c(SO₃^2－)＞c(OH^－)＞c(HSO₃^－)＞c(H^＋)
②HSO₃^－的電離程度大于其水解程度或HSO₃^－的水解程度小于其電離程度

試題分析：（1）a．大量開采使用化石燃料，可減少非再生資源，不利于節能減排和環境保護，故a錯誤； b、氟里昂能產生氯原子，它是臭氧分解的催化劑，購買不含“氟里昂”的綠色環保冰箱，可以減少臭氧層的破壞，故b正確；c、汽車燃燒的廢氣中均含有CO₂、SO₂、NO_x等氣體，多步行或乘公交車，少用專車或私家車，可以降低大氣中的CO₂、SO₂、NO_x濃度，故c正確；d、工業上廢氣、廢渣和廢液的任意排放能造成水體污染，不利于環境保護，故d錯誤，答案選ad。
（2）①二氧化碳是酸性氧化物，能與堿反應生成鹽和水，反應的離子方程式為CO₂+2OH^－＝CO₃^2-+H₂O或CO₂＋OH^－＝HCO₃^－。
②常溫下，0.1mol/LNaHCO₃溶液的pH＞8，這說明碳酸氫根離子的水解大于其電離程度，所以溶液中c(H₂CO₃) ＞c(CO₃^2－)。
③原電池中負極失去電子發生氧化反應，正極得到電子發生還原反應。所以以甲醇為燃料制作的新型燃料電池中正極通入O₂，負極通入甲醇。由于電解液是堿性溶液，因此甲醇的氧化產物是CO₃^2－，所以負極電極反應為CH₃OH＋8OH^――6e^－＝CO₃^2－＋6H₂O。
（3）根據反應的化學方程式可知，氯酸鈉中氯元素的化合價從＋5價降低到＋4價，得到1個電子，即ClO₂是還原產物。氯化氫中氯元素的化合價從－1價升高到0價，失去1個電子，即氯氣是氧化產物，所以每產生1mol ClO₂，被氧化的HC1為1mol，質量是1mol×36.5g/mol＝36.5g。
（4）①H₂SO₃與NaOH恰好中和生成Na₂SO₃，由于亞硫酸鈉是強堿弱酸鹽，因此SO₃^2－水解，溶液顯堿性，且第一步水解遠遠大于第二步水解，由于兩步水解都生成OH^－離子，所以溶液中離子濃度大小關系是c(Na⁺)＞c(SO₃^2－)＞c(OH^－)＞c(HSO₃^－)＞c(H^＋)。
②NaOH溶液與H₂SO₃等物質的量混合時生成NaHSO₃，混合液pH＜7， 即NaHSO₃溶液呈酸性，這說明HSO₃^－的電離程度大于其水解程度。