题目内容

(1)已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol,CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol.某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量,同时生成3.6g液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为______.
(2)以甲醇、空气,氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极,可构成燃料电池;已知该燃料电池的总反应式是:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,该燃料电池发生反应时,正极区溶液的pH______(填“增大”,“减小”或“不变”)该电池的负极反应式为______.
(3)用上述燃料电池进行粗铜的精炼,粗铜应连接电源的______极,该粗铜精炼电解池的阴极反应式为______.
(1)水的物质的量为
3.6g
18g/mol
=0.2mol,
由2H2+O2═2H2O可知,n(H2)=n(H2O)=0.2mol,
由2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ?mol-1可知,0.2molH2燃烧放出的热量为57.16KJ,
则CO燃烧放出的热量为113.74KJ-57.16KJ=56.58KJ,
设混合气体中CO的物质的量为x,则
CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H=-283kJ?mol-1
1 283KJ
x56.58KJ
1
x
=
283KJ
56.58KJ
,解得x=0.2mol,即n(CO)=0.20mol,
所以原混合气体中H2和CO的物质的量之比为0.2mol:0.2mol=1:1,
故答案为:1:1;
(2)碱性条件下,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,所以正极区溶液的pH增大,负极上甲醇失电子生成碳酸根离子,所以负极的电极反应式为:2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O,
故答案为:增大;2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O;
(3)电解精炼时粗铜作阳极,与正极相连,阴极铜离子得电子生成铜单质,则阴极上电极反应式为:Cu2++2e-=Cu,故答案为:正极;Cu2++2e-=Cu.
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