(4)3∶8
(5)①6.02×10个或0.1NA ②CO＋H2O－2e===CO2＋2H 4．质子交换膜燃料电池广受关注。
(1)质子交换膜燃料电池中作为燃料的H2通常来自水煤气。 已知：C(s)＋1/2O2(g)===CO(g) ΔH1＝－110.35 kJ·mol 2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH2＝＋571.6 kJ·mol H2O(l)===H2O(g) ΔH3＝＋44.0 kJ·mol
则C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH4＝________。
(2)燃料气(流速为1 800 mL·h；体积分数为：50%H2，0.98%CO，1.64%O2，47.38%N2)中的CO会使电极催化剂中毒，使用CuO/CeO2催化剂可使CO优先氧化而脱除。
①160 ℃、CuO/CeO2作催化剂时，CO优先氧化反应的化学方程式为___________________。 ②灼烧草酸铈[Ce2(C2O4)3]制得CeO2的化学方程式为
________________________________________________________________________。 ③在CuO/CeO2催化剂中加入不同的酸(HIO3或H3PO4)，测得燃料气中CO优先氧化的转化率随温度变化如图1所示。
－1
－1
－1
－1
－
＋
22
加入________(填酸的化学式)的CuO/CeO2催化剂催化性能最好。催化剂为CuO/CeO2－HIO3，120 ℃时，反应1小时后CO的体积为________mL。
(3)图2为甲酸质子交换膜燃料电池的结构示意图。该装置中________(填“a”或“b”)为
电
池
的
负
极
，
负
极
的
电
极
反
应
式
为
__________________________________________________。
1－1
解析 (1)由盖斯定律可知，ΔH4＝ΔH1－ΔH3＋ΔH2×＝＋131.45 kJ·mol。
2(2)②草酸盐分解成CO、CO2气体。③由图1可以看出，加入HIO3时CuO/CeO2催化活性最好。反应前，V(CO)＝1 800 mL×0.98%＝17.64 mL，反应1小 时后剩余的V(CO)＝17.64 mL×(1－80%)＝3.528 mL。(3)从装置图看，H由a极区进入b极区，电子由a极流出，
＋
故a是负极。甲酸是可燃物，作负极材料，发生氧化反应，其负极反应式HCOOH－2e===CO2↑＋2H。
答案 (1)＋131.45 kJ·mol CuO/CeO2(2)①2CO＋O2160 ℃=====2CO2
高温
②Ce2(C2O4)3=====2CeO2＋4CO↑＋2CO2↑ ③HIO3 3.528
(3)a HCOOH－2e===CO2↑＋2H
5．铅及其化合物在工业生产及日常生活中都具有非常广泛的用途。 (1)瓦纽科夫法熔炼铅，其相关反应的热化学方程式如下： ①2PbS(s)＋3O2(g)===2PbO(s)＋2SO2(g) ΔH＝a kJ·mol； ②PbS(s)＋2PbO(s)===3Pb(s)＋SO2(g) ΔH＝b kJ·mol； ③PbS(s)＋PbSO4(s)===2Pb(s)＋2SO2(g) ΔH＝c kJ·mol。
反应3PbS(s)＋6O2(g)===3PbSO4(s) ΔH＝________kJ·mol(用含a、b、c的代数式表示)。
(2)还原法炼铅，包含反应PbO(s)＋对数值与温度的关系如下表。
温度/℃ lg K 300 6.17 727 2.87 1 227 1.24 s)＋CO2(g) ΔH，该反应的平衡常数的
－1－1－1－1
－
＋－1
＋
－
①该还原反应的ΔH________0(填“>”、“<”或“＝”)；
②当lg K＝1且起始时只通入CO(PbO足量)，达平衡时，混合气体中CO的体积分数为________。
(3)引爆导弹、核武器的工作电源通常是Ca/PbSO4热电池，其装置如图甲所示，该电池正极的电极反应式为___________________________________________________________。
(4)PbI2可用于人工降雨。取一定量的PbI2固体，用蒸馏水配制成t ℃饱和溶液，准确移
取25.00 mL PbI2饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH(发生：2RH＋PbI2===R2Pb＋2H
＋
＋＋2＋
＋2I，用250 mL洁净的锥形瓶接收流出液，最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性，
－1
－
将洗涤液一并盛放到锥形瓶中(如图乙)。加入酚酞指示剂，用0.002 5 mol·L NaOH溶液滴定，当达到滴定终点时，用去氢氧化钠溶液20.00 mL。可计算出t ℃时 PbI2的Ksp为________。
(5)铅易造成环境污染，水溶液中铅的存在形态主要有6种，它们与pH关系如图丙所示，含铅废水用活性炭进行处理，铅的去除率与pH关系如图丁所示。
①常温下，pH＝6～7时，铅形态间转化的离子方程式为
________________________________________________________________________。 ②用活性炭处理，铅的去除率较高时，铅主要应该处于________(填铅的形态的化学式)形态。
解析 (1)依据盖斯定律，将①×2＋②×2－③×3，即可得所求反应的ΔH。(2)①lgK与K为增函数关系，从表中数据知，温度越高，K越小，说明正反应放热。②lgK＝1，得
K＝10。设开始时通入CO为a mol·L－1，达平衡时转化了x mol·L－1，则平衡时，CO为
(a－x)mol·L，CO2为x mol·L，由K＝－1
－1
c（CO2）xa－x＝＝10，解得＝9.09%。(3)
c（CO）a－xa由电池的装置图分析知，Ca作为负极，失去电子，则另一极为正极，得电子，化合价降低，即由PbSO4转化为Pb。(4)滴定过程中消耗的OH，即阳离子交换出来的H，n(H)5×10mol－3－1
＝0.002 5 mol·L×20×10L＝5×10mol，c(H)＝mol·L，－3＝2×10
25×10L
－1
－3
－5
＋
－5
－
＋
＋
而c(H)＝c(I)，由PbI2的化学式知，c(Pb)＝
＋
2
－
－3
－32
－9
＋－2＋
c（I－）
2
＝10mol·L，Ksp(PbI2)＝c(Pb
－3－12
)·c(I)＝10×(2×10)＝4×10。(5)①从图丙分析，当pH由6变到7时，是Pb
＋
2＋
－
＋
2
＋
向Pb(OH)转化，即为Pb水解，结合水电离出的一个OH，同时释放出一个H。②从
图丁可知，铅的去除率最高时，pH大约为6.5左右，对比图丙知，在pH＝6.5时，铅主要以Pb存在。
答案 (1)2a＋2b－3c (2)①< ②9.09%
2＋
(3)PbSO4＋2e===SO4＋Pb(或PbSO4＋Ca＋2e===CaSO4＋Pb) (4)4×10 (5)①Pb＋H2O②Pb
6．金属镁可用于制造合金、储氢材料、镁电池等。 1－1
已知：C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol；
21－1
Mg(g)＋O2(g)===MgO(s) ΔH＝－732.7 kJ·mol。
2
(1)一种制备镁的反应为MgO(s)＋C(s)===Mg(g)＋CO(g)，该反应的ΔH＝________。 (2)一种用水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)制各金属镁工艺的关键流程如下：
2＋
－9
2＋
－2－2＋－
Pb(OH)＋H
＋＋
①为探究MgCl2·6H2O“一段脱水”的合理温度范围，某科研小组将MgCl2·6H2O在不同温度下分解，测得残留固体物质的X-射线衍射谱图如下图所示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在)。
测得E中Mg元素质量分数为60.0%，则E的化学式为________。
“一段脱水”的目的是制备MgCl2·2H2O，温度不高于180 ℃的原因是_____________ ________________________________________________________________________。 ②若电解时电解槽中有水分，则生成的MgOHCl与阴极产生的Mg反应，使阴极表面产生MgO钝化膜，降低电解效率。生成MgO的化学方程式为_______________________ ________________________________________________________________________。 ③该工艺中，可以循环使用的物质有________。
(3)Mg2Ni是一种储氢材料。2.14 g Mg2Ni在一定条件下能吸收0.896 L H2(标准状况下)生成X，X的化学式为________。
(4)“镁-次氯酸盐”燃料电池的装置如图所示，该电池反应的总反应方程式为________________________________________________________。
解析 (1)根据盖斯定律，待求反应的ΔH＝732.7 kJ·mol＋(－110.5)kJ·mol＝＋622.2 kJ·mol。(2)①根据图可知，随着温度的升高，MgCl2·6H2O逐步脱水并开始发生水解，生成MgOHCl，可联想Mg水解生成Mg(OH)2，然后再分解为MgO，从而推测E为MgO，然后计算MgO中Mg元素的质量分数正好为60.0%；②根据信息可写出：MgOHCl＋Mg―→MgO，根据化合价升降规律知，还有H2生成，Cl元素只能转化为MgCl2，最终配平即可；③由流程图知，H2与Cl2燃烧生成HCl，二段脱水时，HCl抑制Mg的水解，二段脱水出来的气体经处理，可得到HCl，循环使用；电解是生成的Cl2也可与H2燃烧，继续循环使用。(3)2.14 g Mg2Ni的物质的量为0.02 mol，0.896 L H2的物质的量为0.04 mol，故Mg2Ni与H2的物质的量之比为1∶2，不难推测X的化学式为Mg2NiH4。(4)由图可知，Mg为负极，产物为Mg(OH)2，催化剂为正极，产物有Cl，整个反应的氧化剂为ClO，故可写出Mg＋ClO＋H2O===Mg(OH)2＋Cl。 答案 (1)＋622.2 kJ·mol
(2)①MgO 若温度太高，MgCl2转化为MgOHCl或MgO ②2MgOHCl＋Mg===2MgO＋MgCl2＋H2↑ ③HCl、Cl2 (3)Mg2NiH4 (4)Mg＋ClO＋H2O===Mg(OH)2＋Cl
[对点回扣]
原电池反应式的书写 (1)一般电极反应式的书写
①列物质标得失：按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量。
②看环境配守恒：电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H
＋
－
－
－1
－
－
－
－
2＋
2＋
－1
－1
－1
应让其结合OH生成水。电极反应式应根据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配
－
平。
③两式加验总式：两电极反应式相加，与总反应的离子方程式对照验证。 (2)复杂电极反应式的书写
复杂电极总反较简单一极的
＝－
反应式应式电极反应式如CH4酸性燃料电池中
CH4＋2O2===CO2＋2H2O……总反应式 2O2＋8H＋8e===4H2O……正极反应式 CH4＋2H2O－8e===CO2＋8H……负极反应式
－
＋
＋
－
高考化学二轮复习下篇专题三微题型十九化学反应原理综合题
