Question

（15分）发生在天津港“8·12”特大火灾爆炸事故，再一次引发了人们对环境问题的关注。

（1）为了减少空气中SO₂的排放，常采取的措施是将煤转化为清洁气体燃料。

已知：H₂(g)＋1/2O₂(g)==H₂O(g)  ΔH₁＝－241.8 kJ·mol^－1

C(s)＋1/2O₂(g)===CO(g)   ΔH₂＝－110.5 kJ·mol^－1

则焦炭与水蒸气反应生成CO的热化学方程式为：                         。

（2）由于CaC₂、金属钠、金属钾等物质能够跟水反应给灾后救援工作带来了很多困难。如果在实验室，你处理金属钠着火的方法是                         。

（3）事故发生后,爆炸中心区、爆炸区居民楼周边以及海河等处都受到了严重的氰化物污染。处理NaCN的方法是：用NaClO在碱性条件下跟NaCN反应生成无毒害的物质，试写出该反应的离子反应方程式            。

（4）电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO₃^-的原理如图所示，电源正极为     （填“a”或“b”）；若总反应为4NO₃^-+4H⁺=5O₂↑+2N₂↑+2H₂O，则阴极反应式为                   。

（5）欲降低废水中重金属元素铬的毒性，可将Cr₂O₇^2-转化为Cr(OH)₃沉淀除去。已知在常温下：Ksp[Fe(OH)₂]= 1×10^－15、Ksp[Fe(OH)₃]= 1×10^－38 、Ksp[Cr(OH)₃]= 1×10^－23 ，当离子浓度在1×10^－5mol/L以下时认为该离子已经完全沉淀，请回答：

①相同温度下Fe(OH)₃的溶解度       Cr(OH)₃的溶解度（填“>”、“<”或“=”）

②浓度为0.1mol/L的Fe²⁺与10. 0mol/L Cr³⁺同时生成沉淀的pH范围是       。

Answer

（1）C(s)C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) △H=＋131.3kJ·mol－1；（2）用沙土扑灭；(3)2OH- + 2CN- +5ClO- =2CO32- + 5Cl- + H2O +N2↑；（4）a，2NO3- +12H+ +10e- = N2↑+ 6H2O；（5）< ，7.0~8.0。

【解析】

试题分析：（1）H2(g)＋1/2O2(g)==H2O(g) ΔH1＝－241.8 kJ·mol－1 ①，C(s)＋1/2O2(g)===CO(g) ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1 ②，②—①，得出：C(s)C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) △H=—110.5+241.8 kJ·mol－1=＋131.3kJ·mol－1；（2）金属钠着火，应用沙土覆盖灭火；(3)生成无毒的物质，N转化成N2，Cl转化成Cl－，因此有ClO－＋CN－＋OH－=CO32－＋N2+H2O＋Cl－，Cl由+1价→－1↓2，N由－3→0↑3，最小公倍数为6，配平其他原子，即2OH- + 2CN- +5ClO- =2CO32- + 5Cl- + H2O +N2↑；（4）根据电解原理，阳极和电源正极相连，失电子化合价升高，阴极和电源的负极相连，得电子化合价降低，根据示意图，O由－2→0，化合价升高，因此左端电极作正极，则右端电极为阴极，所以a为电源的正极，b为电源的负极，在阴极上得到电子，化合价降低、发生还原反应，根据总电极反应式，因此是NO3－在此发生电极反应式：2NO3－＋10e－＋12H＋=N2↑＋6H2O；（5）①同种类型，溶度积越小说明溶解度越小，因此填“<”；②Fe(OH)2开始出现沉淀，需要的c2(OH－)=1×10－15/0.1=10－14，则溶液中c(H＋)=Kw/c(OH－)=10－7，即pH=7.0，完全变为沉淀时，c2(OH－)=10－15/10－5=10－10，所以c(H＋)=Kw/c(OH－)=10－9，即pH=9.0，Cr(OH)3开始出现沉淀，c3(OH－)=10－23/10=10－24，c(H＋)=Kw/c(OH－)=10－6，即pH=6.0，完全沉淀，c3(OH－)=10－23/10－5=10－18，c(H＋)=Kw/c(OH－)=10－8，则pH=8.0，因此同时产生沉淀pH控制在7.0～8.0。

考点：考查热化学反应方程式、实验安全处理、氧化还原反应、电解原理、溶度积等知识。