Question

【題目】Ⅰ．室溫下，將一元酸HA的溶液和KOH溶液等體積混合（忽略混合后溶液的體積變化），實驗數據如下表：

實驗序號	起始濃度／（mol·L－1）		反應后溶液的pH
	c（HA）	c（KOH）
①	0．1	0．1	9
②	x	0．2	7

請回答：

（1）HA溶液和KOH溶液反應的離子方程式為_____。

（2）下列關于反應后的溶液說法不正確的是____（填字母）。

a．實驗②反應后溶液中只存在著兩個平衡

b．實驗②反應后溶液中：c（A－）＋c（HA）＞0.1mol·L－1

c．實驗②反應后溶液中：c（K＋）＝c（A－）＞c（OH－）＝c（H＋）

d． 實驗①反應后的溶液中由水電離出的c（OH－）＝10-9mol·L－1；x>0.2mol·L－1

Ⅱ．已知2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（1） ΔH＝－572kJ·mol－1。某氫氧燃料電池以疏松多孔石墨棒為電極，KOH溶液為電解質溶液。

（3）寫出該電池工作時負極的電極反應式____。

（4）若該氫氧燃料電池每釋放228．8kJ電能時，會生成1mol液態水，則該電池的能量轉化率為____。

Answer 1

【答案】HA＋OH－＝A－＋H2O a d H2＋2OH－－2e－＝2H2O )80％

【解析】

（1）HA溶液和KOH溶液反應生成水和KA，據此書寫離子反應方程式；
（2）a、HA為弱酸中A-存在電離平衡和水解平衡，水存在電離平衡，據此進行分析；
b、溶液中存在電荷守恒，即c（K+）+c（H+）=c（A-）+c（OH-），溶液呈中性，即c（OH-）=c（H+），則c（K+）=c（A-），所以c（A-）+c（HA）>c（K+），據此進行分析；
c、據電荷守恒進行分析；

d、反應①結束后，溶液中溶質為KA，會促進水的電離；實驗②結束后溶液為中性，說明酸過量；
（3）負極失去電子方式氧化反應，據此進行分析；
（4）根據熱化學反應方程式計算生成1mol水放出的能量，再利用燃料電池釋放228.8kJ電能來計算電池的能量轉化率。

（1）HA溶液和KOH溶液反應生成水和HA，故化學方程式為HA+KOH=KA+H2O，故離子反應方程式為HA+OH===A+H2O，

（2）a、實驗②反應后溶液中有HA和KA兩種溶質，HA為弱酸、存在電離平衡，A存在水解平衡，水存在電離平衡，故溶液中存在著三個平衡而不是兩個平衡，故a選；

b、實驗②反應后溶液中存在電荷守恒，即c(K+)+c(H+)=c(A)+c(OH)，溶液呈中性，即c(OH)=c(H+)，則c(K+)=c(A)，所以c(A)+c(HA)>c(K+)，c(K+)=0.5c(KOH)=0.1mo1L1，則c(A)+c(HA)>0.1mo1L1，故b不選；

c、溶液中存在電荷守恒，即c(K+)+c(H+)=c(A)+c(OH)，溶液呈中性，即c(OH)=c(H+)，則c(K+)=c(A)，溶液呈中性，KA為強堿弱酸鹽，顯堿性，要想使溶液呈中性，則增加HA的濃度，即c(K+)=c(A)>c(OH)=c(H+)，故c不選；

d、反應①結束后，溶液中溶質為KA，A-水解會促進水的電離，溶液中c(H+)=10-9mol/L，故c（OH-）水=c（OH-）==10-5mol/L；反應②結束后，pH=7，即HA過量，即x>0.2；故d選；故答案為：ad；

（3）負極失去電子方式氧化反應，故電極反應方程式為H2+2OH2e=2H2O；

(5)由2H2(g)+O2(g)═2H2O(I) △H=572kJ·mol1可知，生成1mol水時放出的熱量為572KJ×0.5=286kJ，則電池的能量轉化率為為×100%=80%。