為減少交通事故,新交規(guī)明令禁止酒后駕車并對(duì)酒后駕車行為予以重罰.為檢驗(yàn)駕駛員是否酒后駕車,可采用的檢驗(yàn)方法有多種.回答以下問題:
(1)早期曾經(jīng)采用五氧化二碘和某種高分子化合物X的混合溶液來檢測(cè)酒精的存在.其原理是:I
2O
5與CH
3CH
2OH先發(fā)生反應(yīng)(I
2O
5+5CH
3CH
2OH=I
2+5Y+5H
2O),生成的I
2與高分子化合物X作用而變藍(lán).交警依據(jù)此原理來檢測(cè)駕駛員是否飲酒.則:X的化學(xué)式是
(C6H10O5)n
(C6H10O5)n
;Y的化學(xué)式是
C2H4O(或CH3CHO)
C2H4O(或CH3CHO)
;
(2)已知:I
2O
5是白色固體,可用于檢驗(yàn)并定量測(cè)定空氣中CO;兩者在常溫條件下發(fā)生的反應(yīng)為5CO+I
2O
5=5CO
2+I
2(空氣中其余氣體不與I
2O
5反應(yīng));某同學(xué)設(shè)計(jì)如右實(shí)驗(yàn)裝置完成上述目的.
①指出能證明空氣中有CO存在的現(xiàn)象.答:
玻璃管中白色固體變?yōu)樽虾谏?/div>
玻璃管中白色固體變?yōu)樽虾谏?/div>.
②將上述反應(yīng)生成的碘單質(zhì)用硫代硫酸鈉滴定(反應(yīng)為I
2+2Na
2S
2O
3=Na
2S
4O
6+2NaI),即可根據(jù)消耗硫代硫酸鈉的量來計(jì)算空氣中CO的含量.若某次實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得參與反應(yīng)的空氣體積為a mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),滴定過程中,共消耗vmL c mol?L
-1Na
2S
2O
3溶液.則該空氣樣品中CO的體積分?jǐn)?shù)是
.
③有同學(xué)提出只要依據(jù)參與反應(yīng)的空氣體積和洗氣瓶中白色沉淀的質(zhì)量也可求得空氣中CO.此方案是否可行?
答:
不可行
不可行
.
(3)燃料電池酒精檢測(cè)儀(該電池以硫酸溶液為電解質(zhì)溶液)也是檢測(cè)酒精含量的一種方法.總反應(yīng)是:CH
3CH
2OH+O
2=CH
3COOH+H
2O.該電池負(fù)極電極反應(yīng)式是
CH3CH2OH+H2O-4e-=CH3COOH+4H+
CH3CH2OH+H2O-4e-=CH3COOH+4H+
.
(4)酒精是一種較為環(huán)保的燃料,298K時(shí),1g乙醇完全燃燒放出熱量qkJ,寫出乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式
C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-46qkJ/mol
C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-46qkJ/mol
.
分析:(1)由I2O5+5CH3CH2OH=I2+5Y+5H2O,利用質(zhì)量守恒定律確定Y,由碘遇淀粉變藍(lán),則X為淀粉;
(2)①I2O5是白色固體,若存在CO,發(fā)生5CO+I2O5=5CO2+I2;
②由5CO+I2O5=5CO2+I2、I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI可知,存在5CO~2Na2S2O3,以此計(jì)算;
③空氣中的二氧化碳可轉(zhuǎn)化為白色沉淀;
(3)總反應(yīng)是:CH3CH2OH+O2=CH3COOH+H2O,則負(fù)極上乙醇失去電子;
(4)298K時(shí),1g乙醇完全燃燒放出熱量qkJ,則1molC2H5OH燃燒放出46qkJ,注明狀態(tài)及反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式.
解答:解:(1)由I
2O
5+5CH
3CH
2OH=I
2+5Y+5H
2O,根據(jù)質(zhì)量守恒定律中原子守恒可知,Y為C
2H
4O(或CH
3CHO),由碘遇淀粉變藍(lán),則X為淀粉,其化學(xué)式為(C
6H
10O
5)
n,
故答案為:(C
6H
10O
5)
n; C
2H
4O(或CH
3CHO);
(2)①I
2O
5是白色固體,若存在CO,發(fā)生5CO+I
2O
5=5CO
2+I
2,觀察到玻璃管中白色固體變?yōu)樽虾谏蚀鸢笧椋翰AЧ苤邪咨腆w變?yōu)樽虾谏?br />②由5CO+I
2O
5=5CO
2+I
2、I
2+2Na
2S
2O
3=Na
2S
4O
6+2NaI可知,存在5CO~2Na
2S
2O
3,
則5CO~2Na
2S
2O
3,
5 2
x vc×0.001mol
解得x=2.5vc×0.001mol,
所以該空氣樣品中CO的體積分?jǐn)?shù)是
2.5vc×0.001mol×22.4L/mol×1000mL |
amL |
×100%=
,故答案為:
;
③空氣中的二氧化碳可轉(zhuǎn)化為白色沉淀,則只要依據(jù)參與反應(yīng)的空氣體積和洗氣瓶中白色沉淀的質(zhì)量也可求得空氣中CO,方案不可行,故答案為:不可行;
(3)總反應(yīng)是:CH
3CH
2OH+O
2=CH
3COOH+H
2O,則負(fù)極上乙醇失去電子,酸性電解質(zhì)條件下該負(fù)極反應(yīng)為CH
3CH
2OH+H
2O-4e
-=CH
3COOH+4H
+,
故答案為:CH
3CH
2OH+H
2O-4e
-=CH
3COOH+4H
+;
(4)298K時(shí),1g乙醇完全燃燒放出熱量qkJ,則1molC
2H
5OH燃燒放出46qkJ,注明狀態(tài)及反應(yīng)熱可得熱化學(xué)方程式為C
2H
5OH(l)+3O
2(g)=2CO
2(g)+3H
2O(l)△H=-46qkJ/mol,故答案為:C
2H
5OH(l)+3O
2(g)=2CO
2(g)+3H
2O(l)△H=-46qkJ/mol.
點(diǎn)評(píng):本題考查較綜合,涉及氧化還原反應(yīng)、原電池、熱化學(xué)反應(yīng)方程式書寫及空氣中成分的測(cè)定,側(cè)重學(xué)生分析問題解決問題能力及計(jì)算能力的考查,注重化學(xué)反應(yīng)原理中高頻考點(diǎn)的考查,題目難度中等.
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