Question

（1）甲醇可作为燃料电池的原料。以CH₄和H₂O为原料，通过下列反应来制备甲醇。
I：CH₄ ( g ) + H₂O ( g )＝CO ( g ) + 3H₂ ( g )  △H ＝+206．0 kJ·mol^－1
II：CO ( g ) + 2H₂ ( g )＝CH₃OH ( g )      △H＝—129．0 kJ·mol^－1
CH₄(g)与H₂O(g)反应生成CH₃OH (g)和H₂(g)的热化学方程式为                。
（2）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化。实验室用右图装置模拟上述过程：

①写出阳极电极反应式                           。
②写出除去甲醇的离子方程式                        。
（3）写出以NaHCO₃溶液为介质的Al—空气原电池的电极负极反应式，负极:           。

Answer 1

（1）CH₄（g）+H₂O（g）=CH₃OH （g）+H₂（g）△H=+77．0 kJ?mol^-1
（2）①Co²⁺-e^-=Co³⁺  ②6Co³⁺+CH₃OH+H₂O=CO₂↑+6Co²⁺+6H⁺
（3）Al-3e^-+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑

试题分析：（1）已知Ⅰ：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g） △H=+206．0kJ?mol^-1、Ⅱ：CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-129．0kJ?mol^-1，则依据盖斯定律Ⅰ+Ⅱ得到CH₄（g）+H₂O（g）=CH₃OH （g）+H₂（g）△H=+77．0 kJ?mol^-1；
（2）①通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co²⁺-e^-=Co³⁺；
②以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化，自身被还原为Co²⁺，结合原子守恒与电荷守恒可知，还原生成H⁺，配平书写离子方程式为：6Co³⁺+CH₃OH+H₂O=CO₂↑+6Co²⁺+6H⁺；
（3）以NaHCO₃溶液为介质的Al-空气原电池中铝做负极失电子发生氧化反应生成铝离子，在碳酸氢钠溶液中水解相互促进生成氢氧化铝和二氧化碳；负极的电极反应式：Al－3e^-＋3HCO₃^-＝Al（OH）₃↓＋3CO₂↑。