电池的负极反应式: Al﹣3e﹣=Al 3+ 。 电池的正极反应式:6O2+6e﹣=6O2﹣ 6CO2+6O2﹣=3C2O42﹣+6O2
反应过程中O2的作用是 催化剂 。
该电池的总反应式: 2Al+6CO2=Al2(C2O4)3 。
【考点】BH:原电池和电解池的工作原理;D5:弱电解质在水溶液中的电离平衡.
【专题】51G:电离平衡与溶液的pH专题;51I:电化学专题. 【分析】(1)K2=
=5×10﹣11,则c(H+)=
,当
c(HCO3﹣)=c(CO32﹣),c(H+)=5×10﹣11,pH在10.3,如果溶液的pH=13,则c(HCO3﹣)<<c(CO32﹣); K2=
此计算溶液pH;
(2)①该反应的△H=反应物总键能﹣生成物总键能;该反应的正反应是气体物质的量增大的反应,增大压强平衡逆向移动,A在反应过程中压强在不断增大、B在反应过程中压强不变;
②900℃时合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,且升高温度耗能较大;
(3)该原电池中Al作负极,失电子生成铝离子;
在正极的反应式中,在第一个反应中作反应物、在第二个反应中作生成物; 在得失电子相同条件下,正负极电极反应式相加即得电池反应式。 【解答】解:(1)K2=
=5×10﹣11,则c(H+)=
,
=5×10﹣11,且所得溶液c(HCO3﹣):c(CO32﹣)=2:1,据
当c(HCO3﹣)=c(CO32﹣),c(H+)=5×10﹣11,pH在10.3,如果溶液的pH=13,则c(HCO3﹣)<<c(CO32﹣),所以该溶液中所得阴离子为c(CO32﹣); K2=
=5×10﹣11,且所得溶液c(HCO3﹣):c(CO32﹣)=2:1,c
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(H+)=
=5×10﹣11×2=1×10﹣10,pH=10,
故答案为:c(CO32﹣);10;
(2)①该反应的△H=反应物总键能﹣生成物总键能=[4×413+2×745﹣2×1075﹣2×436]kJ/mol=+120kJ/mol
;该反应的正反应是气体物质的量增大的反应,增大压强平衡逆向移动,A在反应过程中压强在不断增大、B在反应过程中压强不变,所以A相当于B来说是增大压强,平衡逆向移动,所以A中反应物转化率小于B,则两容器中反应达平衡后吸收的热量较多的是B, 故答案为:+120kJ/mol;B;
②根据图知,900℃时合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,且升高温度耗能较大,经济效益降低,温度低时合成气产率降低且反应速率降低, 故答案为:900℃时合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,且升高温度耗能较大,经济效益降低,温度低时合成气产率降低且反应速率降低; (3)该原电池中Al作负极,失电子生成铝离子,电极反应式为Al﹣3e﹣=Al 3+; 在正极的反应式中,在第一个反应中作反应物、在第二个反应中作生成物,所以氧气在反应中作催化剂;
在得失电子相同条件下,正负极电极反应式相加即得电池反应式, 电池反应式为2Al+6CO2=Al2(C2O4)3,
故答案为:Al﹣3e﹣=Al 3+;催化剂;2Al+6CO2=Al2(C2O4)3。
【点评】本题考查原电池原理、弱电解质的电离、化学平衡影响因素等知识点,侧重考查学生图象分析、判断及计算能力,明确化学反应原理及物质性质是解本题关键,注意(1)题电离平衡常数的灵活运用,题目难度中等。
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