Question

【題目】工業(yè)上通常采取CO（g）和（g）合成（g）

(1)已知某溫度和壓強(qiáng)下

①

②

③

則在相同溫度和壓強(qiáng)下，CO（g）與（g）合成（g）的熱化學(xué)方程式__________。

若反應(yīng)生成6．4g甲醇，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為__________。

(2)可利用甲醇燃燒反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池。如圖，用Pt作電極材料，用氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液，在兩個(gè)電極上分別充入甲醇和氧氣。

①寫出燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式__________。

②若利用該燃料電池提供電源，與圖右邊燒杯相連，在鐵件表面鍍銅，則鐵件應(yīng)是__________極（填“A”或“B”）；當(dāng)鐵件的質(zhì)量增重6．4g時(shí)，燃料電池中消耗氧氣的標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為__________L。

(3)電解法可消除甲醇對(duì)水質(zhì)造成的污染，原理是：通電將氧化成，然后將甲醇氧化成CO和（用石墨烯除去）現(xiàn)用如圖所示裝置模擬上述過程，則在陽極的電極反應(yīng)式為__________。除去甲醇的離子方程式為__________。

Answer 1

【答案】 0.8mol B 1．12 Co2+-e-=Co3+ Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+

【解析】

(1)根據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算所需熱化學(xué)方程式，根據(jù)化合價(jià)變化計(jì)算轉(zhuǎn)移電子數(shù)；
(2) ①甲醇燃料電池，甲醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，堿性溶液中生成碳酸鹽；
②根據(jù)電鍍?cè)�理分�?/span>，待鍍金屬做陰極與電源負(fù)極相連，鍍層金屬做陽極與電源正極相連，含鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液；根據(jù)電極反應(yīng)和電子守恒計(jì)算得到；
(3) 通電后，將Co2+氧化成Co3+，電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Co2+-e-=Co3+；以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化,自身被還原為Co2+，原子守恒與電荷守恒可以知道，還原生成H+，配平書寫為：Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+。

（1）①2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol；

②2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6 kJ/mol；

③2CH3OH（g）+3O2（g）═2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6 kJ/mol；

根據(jù)蓋斯定律：①×+②-③×得：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） △H=-128.8 kJ/mol；

由反應(yīng)式CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）可知，每生成1mol甲醇轉(zhuǎn)移4mol電子，所以生成6.4g甲醇，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4=0.8mol，

因此，本題正確答案是：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H=-128.8 kJ/mol；0.8mol；

（2）①用Pt作電極材料，用氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液，在兩個(gè)電極上分別充入甲醇和氧氣，甲醇在負(fù)極失電子在堿溶液中生成鹽，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：；
因此，本題正確答案是：；
②利用該燃料電池提供電源，與圖1右邊燒杯相連，在鐵件表面鍍銅，則鐵件做電解池的陰極，陰極與電源負(fù)極連接，裝置圖中與甲醇相連的B電極是陰極；當(dāng)鐵件的質(zhì)量增重6.4g時(shí)，Cu2++2e-=Cu，電子轉(zhuǎn)移0.2mol，燃料電池中消耗氧氣的電極反應(yīng)為：O2+2H2O+4e-=4OH-，根據(jù)電子守恒計(jì)算消耗氧氣物質(zhì)的量為=0.05mol，標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積=0.05mol×22.4L/mol=1.12L；
因此，本題正確答案是：B；1.12；
（3）通電后，將Co2+氧化成Co3+，電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Co2+-e-=Co3+；
以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化，自身被還原為Co2+，原子守恒與電荷守恒可以知道，還原生成H+，配平書寫為：Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+，

因此，本題正確答案是：Co2+-e-=Co3+；Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+。