Question

【題目】Ⅰ．現有下列儀器或用品：①鐵架臺（含鐵圈、各式鐵夾） ②錐形瓶 ③酸式滴定管和堿式滴定管 ④燒杯 ⑤玻璃棒 ⑥膠頭滴管 ⑦天平（含砝碼） ⑧濾紙 ⑨量筒 ⑩過濾漏斗；

現有下列藥品：（A）NaOH固體 （B）標準NaOH溶液（C）未知濃度鹽酸 （D）蒸餾水（E）碳酸鈉溶液

根據所做過的學生實驗，回答下列問題：

（1）過濾時，應選用的上述儀器是_________________________（填編號）。

（2）配制一定物質的量濃度的NaOH溶液時，還缺少的儀器是__________。

（3）做酸堿中和滴定時，還缺乏的試劑是____________________。

（4）進行中和滴定時，絕不可用將要盛的溶液事先潤洗的儀器是下列的______（填編號）。甲．酸式滴定管 乙．堿式滴定管 丙．錐形瓶

（5）用標準的NaOH溶液滴定未知濃度的鹽酸，選用酚酞作為指示劑，造成測定結果偏高的原因可能是______________。

A．配制標準溶液的NaOH中混有Na2CO3雜質

B．滴定終點讀數時，俯視滴定管的刻度，其他操作正確

C．盛裝未知液的錐形瓶用蒸餾水洗過，未用未知液潤洗

D．滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失。

II. 甲醇（CH3OH）是一種可再生能源，具有廣泛的開發和應用前景。

（1）工業上一般采用下列兩種反應合成甲醇：

反應I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1

反應II：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2

①反應I的平衡常數表達式為K=________________________

②下表所列數據是反應Ⅱ在不同溫度下的化學平衡常數(K)

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

由表中數據判斷ΔH2______0，ΔS______0 (填“＞”、“＝”或“＜”＝)。

③某溫度下，將2 mol CO和6 mol H2充入2L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c(CO)=0.2 mol·L-1，則CO的轉化率為________。

（2）已知在常溫常壓下，某實驗小組依據甲醇燃燒的反應原理，設計如下圖所示的電池裝置：

①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH ＝-1275.6 kJ·mol-1

②H2O(g)＝H2O(l) ΔH ＝-44.0 kJ·mol-1

①寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式____________________。

②寫出上圖電池裝置中負極反應式：________________________________。

Answer 1

【答案】①⑤⑧⑩ 容量瓶 酸堿指示劑(酚酞試液或甲基橙) 丙 AD ＜ ＜ 80％ CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ∕mol CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O

【解析】

Ⅰ．(1)過濾是將固體不溶物跟液體分離的一種方法，其裝置由鐵架臺、燒杯、玻璃棒、漏斗等儀器和濾紙組成；

(2)根據配制步驟是計算、稱量、溶解、洗滌、定容、搖勻、裝瓶來分析需要的儀器；

(3)根據酸堿中和滴定所需要的試劑來分析；

(4)中和滴定需要用到酸式滴定管、堿式滴定管和錐形瓶，結合實驗的注意事項分析判斷；

(5)根據c(酸)=分析滴定過程中產生的誤差，若標準液濃度被或消耗標準液體積偏小，滴定結果偏低，否則偏高，據此進行解答；

II. (1)①依據平衡常數K=書寫；②由表格數據，平衡常數隨溫度升高減小，說明升高溫度，平衡逆向移動，結合方程式分析解答；③達到平衡后，測得c(CO)=0.2molL-1，可以計算平衡時CO的物質的量，從而求出反應的CO的物質的量，再計算CO的轉化率；

(2)①依據蓋斯定律計算；②該燃料電池中，通入甲醇的電極是負極、通入氧氣的電極是正極，負極發生氧化反應，據此書寫電極反應式。

Ⅰ．(1)過濾是將固體不溶物跟液體分離的一種方法，其裝置由鐵架臺、燒杯、玻璃棒、漏斗等儀器和濾紙組成，即為①⑤⑧⑩，故答案為：①⑤⑧⑩；

(2)配制一定物質的量濃度的NaOH溶液的操作步驟有計算、稱量、溶解、移液、洗滌移液、定容、搖勻等操作，一般用托盤天平稱量，用藥匙取用藥品，在燒杯中溶解(可用量筒量取水加入燒杯)，并用玻璃棒攪拌，加速溶解，冷卻后轉移到容量瓶中，并用玻璃棒引流，洗滌燒杯、玻璃棒2～3次，并將洗滌液移入容量瓶中，加水至液面距離刻度線1～2cm時，改用膠頭滴管滴加，最后定容顛倒搖勻．所以所需儀器有托盤天平、燒杯、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管，故還缺少容量瓶，故答案為：容量瓶；

(3)在酸堿中和滴定的過程中，需要的試劑有酸液、堿液和酸堿指示劑，故還需要的是酸堿指示劑(酚酞試液或甲基橙)，故答案為：酸堿指示劑(酚酞試液或甲基橙)；

(4)中和滴定需要用到酸式滴定管、堿式滴定管和錐形瓶，其中酸式滴定管、堿式滴定管需要潤洗，錐形瓶不能潤洗，否則結果偏高，故答案為：丙；

(5)A．配制標準溶液的NaOH中混有Na2CO3雜質，以酚酞為指示劑時，等質量的氫氧化鈉和Na2CO3消耗的酸前者大，所以標準溶液的氫氧化鈉中混有Na2CO3雜質時造成V(堿)偏大，根據c(酸)=，可知c(酸)偏高，故A正確；B．滴定終點讀數時，俯視滴定管的刻度，其它操作均正確，導致標準液的體積讀數偏小，則測定結果偏低，故B錯誤；C．盛裝未知液的錐形瓶用蒸餾水洗過，未用待測液潤洗，操作正確，不會影響測定結果，故C錯誤；D．滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失，導致消耗標準液體積偏大，測定結果偏高，故D正確；故答案為：AD；

II. (1)①反應I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，反應的平衡常數K=，故答案為：；

②由表格數據，平衡常數隨溫度升高減小，說明升高溫度，平衡逆向移動，正反應為放熱反應，△H2＜0；反應前后氣體體積減小是熵減小的反應，△S＜0，故答案為：＜，＜；

③某溫度下，將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c(CO)=0.2molL-1，平衡時CO的物質的量=0.2molL-1 ×2L=0.4mol，則反應的CO為2mol-0.4mol=1.6mol，則CO的轉化率=×100%=80%，故答案為：80%；

(2)①、①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6 kJ∕mol，②H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0 kJ∕mol，依據蓋斯定律計算，由蓋斯定律，①+②×4得：2CH3OH(l)+3O2(g)= 2CO2(g)+4H2O(l)，故△H=-1275.6kJ∕mol+(-44.0kJ/mol)×4=-1451.6kJ∕mol，所以甲醇燃燒熱的熱化學反應方程式為：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ∕mol，故答案為：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8kJ∕mol；

②該燃料電池中，通入甲醇的電極是負極、通入氧氣的電極是正極，負極反應式為CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O、正極反應式為O2+4e-+2H2O=4OH-，故答案為：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O。