Question

16．（1）電子工業(yè)中使用的一氧化碳常以甲醇為原料通過脫氫、分解兩步反應(yīng)得到．
第一步：2CH₃OH（g）═HCOOCH₃（g）+2H₂（g）△H＞O
第二步：HCOOCH₃（g）═CH₃OH（g）+CO（g）△H＞O
第一步反應(yīng)的機(jī)理可以用圖1表示，中間產(chǎn)物X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HCHO．

（2）為進(jìn)行相關(guān)研究，用CO還原高鋁鐵礦石，反應(yīng)后固體物質(zhì)的X-射線衍射譜圖如圖2所示（X-射線衍射可用于判斷某晶態(tài)物質(zhì)是否存在，不同晶態(tài)物質(zhì)出現(xiàn)衍射峰的衍射角不同）．反應(yīng)后混合物中的一種產(chǎn)物能與鹽酸反應(yīng)生產(chǎn)兩種鹽，該反應(yīng)的離子方程式為：FeAl₂O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Al³⁺+4H₂O．
（3）某催化劑樣品（含Ni₂O₃40%，其余為SiO₂）通過還原、提純兩步獲得鎳單質(zhì)：首先用CO將33.2g樣品在加熱條件下還原為粗鎳；然后在常溫下使粗鎳中的Ni與CO結(jié)合成Ni（CO）₄、（沸點(diǎn)43℃），并在180℃時(shí)使Ni（CO）₄重新分解產(chǎn)生鎳單質(zhì)．上述兩步中消耗CO的物質(zhì)的量之比為3：8．
（4）為安全起見，工業(yè)生產(chǎn)中需對(duì)空氣中的CO進(jìn)行監(jiān)測(cè)．使用電化學(xué)一氧化碳?xì)怏w傳感器定量檢測(cè)空氣中CO含量，其結(jié)構(gòu)如圖3 所示．這種傳感器利用原電池原理，則該電池的負(fù)極反應(yīng)式為：CO+H₂O-2e^-=CO₂+2H⁺．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)分解反應(yīng)過程和反應(yīng)機(jī)理圖示分析判斷，中間產(chǎn)物為甲醛；
（2）反應(yīng)后混合物中的一種產(chǎn)物能與鹽酸反應(yīng)生產(chǎn)兩種鹽，依據(jù)圖示中物質(zhì)組成分析可知是FeAl₂O₄，反應(yīng)生成鐵鹽和鋁鹽；
（3）依據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式定量關(guān)系分析計(jì)算；
（4）依據(jù)原電池原理分析，測(cè)定一氧化碳?xì)怏w含量，使一氧化碳發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化碳，原電池的負(fù)極是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，據(jù)此書寫負(fù)極電極反應(yīng)．

解答 解：（1）依據(jù)圖示和分解反應(yīng)過程，結(jié)合原子守恒可知，甲醇去氫后得到的是甲醛，化學(xué)式為HCHO，
故答案為：HCHO；
（2）反應(yīng)后混合物中的一種產(chǎn)物能與鹽酸反應(yīng)生產(chǎn)兩種鹽，依據(jù)圖示中物質(zhì)組成分析可知是FeAl₂O₄，反應(yīng)生成鐵鹽和鋁鹽，反應(yīng)的離子方程式為FeAl₂O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Al³⁺+4H₂O，
故答案為：FeAl₂O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Al³⁺+4H₂O；
（3）首先用CO將33.2g樣品在加熱條件下還原為粗鎳；然后在常溫下使粗鎳中的Ni與CO結(jié)合成Ni（CO）₄（沸點(diǎn)43℃），并在180℃時(shí)使Ni（CO）₄重新分解產(chǎn)生鎳單質(zhì)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ni₂O₃+3CO=2Ni+3CO₂、Ni+4CO=Ni（CO）₄，反應(yīng)中消耗CO的物質(zhì)的量之比為3：8，
故答案為：3：8；
（4）測(cè)定一氧化碳?xì)怏w含量，使一氧化碳發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成二氧化碳，原電池的負(fù)極是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，酸性介質(zhì)中負(fù)極電極反應(yīng)為：CO+H₂O-2e^-=CO₂+2H⁺，
故答案為：CO+H₂O-2e^-=CO₂+2H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了離子方程式書寫、熱化學(xué)方程式書的計(jì)算、電解原理的應(yīng)用，題目難度中等，注意掌握離子方程式的書寫原則，明確電解原理及其應(yīng)用方法，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，充分考查了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．