Question

(本题共14分)火力发电厂产生的烟气中含有CO₂、CO、SO₂等物质，直接排放会对环境造成危害。对烟气中CO₂、CO、SO₂等物质进行回收利用意义重大。

（1）“湿式吸收法”利用吸收剂与烟气中的SO₂发生反应从而脱硫，其中“钠碱法”用NaOH溶液作吸收剂，向100mL2mol·L^-1的NaOH溶液中通入标准状况下4.48LSO₂气体，反应后测得溶液pH<7．则溶液中下列各离子浓度关系正确的是                       (填字母序号)．

a．c(HSO₃^-)>c(SO₃^2-)>c(H₂SO₃)              

b．c(Na⁺)>c(HSO₃^-)>c(H⁺)>c(SO₃^2-)

c．c(Na⁺)+c(H⁺)=c(HSO₃^-)+c(SO₃^2-)+c(OH^-)

d．c(H⁺)= c(SO₃^2-)- c(H₂SO₃)+c(OH^-)

（2）工业上常用高浓度的K₂CO₃溶液吸收CO₂，得溶液X，再利用电解法使K₂CO₃溶液再生，其装置示意图如图所示

①在阳极区发生的反应中的非氧化还原反应的离子方程式为                           ．

②简述CO₃^2-在阴极区再生的原理                                     ．

（3）下表中列出了25℃、l0l kPa时一些物质的燃烧热数据：

已知键能：C—H键：413.4kJ．mol^-l． H—H键：436.0 kJ·mol^-1，请计算：

①2CH₄(g)=C₂H₂(g)+3H₂(g)  △H=      

②C₂H₂中—C≡C—的键能为        kJ·mol^-l

（4）熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以CH₄为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极。负极反应式为                    ．为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，为此电池工作时必须有部分A物质参加循环，则A物质的化学式是                   ．

Answer

（1）a、b 、d （2）①H＋+HCO3-=CO2↑+H2O ②HCO3-存在电离平衡：HCO3-H＋+CO32-，阴极H＋放电浓度减小，平衡右移，CO32-再生；阴极H＋放电，OH－浓度增大，OH－与HCO3-反应生成CO32-，CO32-再生。

（3）①+376.4kJ/mol ② 796.0

（4）CH4-8e－+4CO32-=5CO2 +2H2O CO2

【解析】

试题分析：（1）n(SO2 )=0.448L÷22.4L·mol-1=0.02mol,n(NaOH)=0.1×0.2=0.02mol，二者恰好反应生成NaHSO3 ，a.亚硫酸是弱酸，反应后的溶液PH<7，说明NaHSO3 溶液呈酸性，HSO3-电离程度大于水解程度，即c(SO32-)>c(H2SO3) ，NaHSO3 是含氧酸盐，溶质主要是Na＋和HSO3-，则c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3)，正确；b．NaHSO3 溶液是盐溶液，电离出Na＋和HSO3-，HSO3-的电离程度水解程度，则c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)，正确；c.不符合电荷守恒，为c(Na+)+c(H+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-)，错误；d.符合质子受，c(H+)= c(SO32-)- c(H2SO3)+c(OH-)，正确；选abd。

（2）①设反应2CH4(g)= C2H2(g) +3H2(g) 的反应热为△H，根据盖斯定律可得－2×890.3=△H-1299.6-3×285.8。解得△H=+376.4，所以2CH4(g)=C2H2(g) +3H2(g) △H=+376.4kJ/mol。

②根据键能与反应热的关系，结合热化学方程式2CH4(g)=C2H2(g) +3H2(g) △H=+376.4kJ/mol可得8×413.4-2×413.4－C≡C－3×436.0=376.4，解得C≡C的键能为796.0。

（3）燃料电池中，甲烷在负极失电子，该电池的电解质环境是熔融碳酸盐，所以电极反应为CH4-8e－+4CO32-=5CO2 +2H2O；电池以熔融碳酸盐为电解质，可以循环利用的物质只有二氧化碳。

考点：考查盐类水解的应用，反应热，燃料电池等知识。