北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）．（1）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐

Question

北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C₃H₈），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C₃H₆）．
（1）以丙烷为燃料制作新型燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入丙烷，电解质是熔融碳酸盐．电池总反应方程式为______；放电时，CO₃^2-移向电池的______（填“正”或“负”）极．
（2）碳氢化合物完全燃烧生成CO₂和H₂O．常温常压下，空气中的CO₂溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，c（H₂CO₃）=1.25×10^-5mol•L^-1．若忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，则H₂CO₃=HCO₃^-+H⁺的平衡常数K₁=______．（已知：10^-5.60=2.5×10^-6）
（3）常温NaHCO₃溶液中c（H₂CO₃）______c（CO₃^2-）（填“＞”、“=”或“＜”），原因是______（用离子方程式和必要的文字说明）

Answer 1

负极通入丙烷，碳元素的化合价升高，电池的正极通入O₂，氧元素的化合价降低，即丙烷与氧气反应生成二氧化碳和水，则电池的总反应为C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O，原电池中阴离子向负极移动，即CO₃^2-移向电池的负极，故答案为：C₃H₈+5O₂═3CO₂+4H₂O；负；
（2）常温常压下，空气中的CO₂溶于水，达到平衡时，溶液的pH=5.60，c（H⁺）=c（HCO₃^-）=10^-5.6mol/L；c（H₂CO₃）=1.5×10^-5 mol•L^-1．若忽略水的电离及H₂CO₃的第二级电离，则H₂CO₃的第一级电离的平衡常数K₁=(c(H+)•c(HCO3−))/(c(H2CO3))=(10−5.6×10−5.6)/(1.5×10−5)=4.2×10^-7 mol•L^-1，故答案为：4.2×10^-7 mol•L^-1；
（3）因NaHCO₃溶液显碱性，HCO₃^-的水解程度大于自身的电离程度，即NaHCO₃溶液中既存在电离平衡为HCO₃^-⇌CO₃^2-+H⁺，水解平衡为HCO₃^-+H₂O⇌H₂CO₃+OH^-，而HCO₃^-水解程度大于电离程度，
故答案为：＞；因为NaHCO₃溶液中既存在电离平衡：HCO₃^-⇌CO₃^2-+H⁺，又存在水解平衡：HCO₃^-+H₂O⇌H₂CO₃+OH^-，而HCO₃^-水解程度大于电离程度．