题目内容
【题目】中国首台静默移动发电站MFC30 正式问世，MFC30 是基于甲醇重整制氢燃料电池发电技术。已知甲醇制氢方式主要有以下三种：
方法Ⅰ甲醇水蒸气重整制氢：CH3OH(g)+H2O(g)
CO2(g)+3H2(g) ΔH1= +49.4kJ/mol
方法Ⅱ甲醇氧化重整制氢: CH3OH(g)+
O2(g)CO2(g)+ 2H2(g) ΔH2=-192.4 kJ/mol
方法Ⅲ甲醇分解制氢：CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) ΔH3
（1）已知CO 的燃烧热△H=-283.0kJ/mol，请结合方法Ⅱ的热化学方程式计算△H3=__________，该反应在_________条件(“高温”，“低温”或“任意温度”下自发进行。
（2）实验室模拟方法Ⅰ制氢，当合成气组成n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1时，体系中甲醇的平衡转化率与温度和压强的关系如图甲所示。
①温度为250℃、压强为P2时，反应达平衡时H2的体积分数为______________________；
②图中的压强由小到大的顺序是___________________，理由是_________________________________。
（3）方法Ⅲ制H2的能量变化曲线如图乙所示。图中由曲线a变化到曲线b应采取的措施是_____________________。恒温恒容时，下列选项能说明该反应达到平衡状态的是___________。
a.v正(CO)=2v逆(H2) b.体系的平均摩尔质量不再改变
c.H2的浓度保持不变 d. △H不再改变
（4）甲醇会对水质造成一定的污染，有一种电化学方法可以消除这种污染，原理是在通电的条件下将酸性溶液中的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。请写出Co3+去除甲醇的离子方程式______________________________。
（5）MFC30 燃料电池是以氢气为燃料、熔融Li2CO3与K2CO3混合物为电解质的高温型燃料电池，其负极的电极反应式为_________________________________。
【答案】 +90.6kJ/mol 高温 66.7%或2/3 P1<P2<P3 此反应为气体分子数目增大的反应，在相同温度下，增大压强，平衡逆向移动，甲醇的转化率减小 加入正催化剂 bc 6Co3++CH3OH+H2O=6Co2++6H++CO2↑ H2-2e-+CO32-=H2O+CO2
【解析】（1）CO 的燃烧热△H=-283.0kJ/mol，即CO(g) + 
O2(g)
CO2(g) △H=-283.0kJ/mol，根据盖斯定律，可得ΔH3=-192.4 kJ/mol-(-283.0kJ/mol)= +90.6kJ/mol；结合吉普斯自由能ΔG=ΔH-T×ΔS<0时，该反应能自发，反应CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)属于熵增大的反应，故在高温下能自发进行；
（2）① CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)
起始n/mol n n 0 0
变化n/mol 0.8n 0.8n 0.8n 2.4n
平衡n/mol 0.2n 0.2n 0.8n 2.4n
反应达平衡时H2的体积分数为=
=66.7%；②反应CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2为气体分子数目增大的反应，在相同温度下，增大压强，平衡逆向移动，甲醇的转化率减小，故P1＜P2＜P3；（3）由图乙可知，b的活化能低于a的活化能，故由曲线a变化到曲线b应采取的措施是加入正催化剂；根据反应CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)可知，2v正(CO)= v逆(H2)，说明反应达到平衡，a项错误；
，因参与反应的均为气体，反应前后m不变、n变化，故体系的平均摩尔质量不再改变说明反应已经达到平衡，b项正确；H2的浓度保持不变说明反应已经达到平衡，c项正确；焓变是与化学反应的起始状态、终止状态有关，与物质所处环境的压强、温度等因素有关，与化学反应的过程无关，d项错误。（4）Co3+把水中的甲醇氧化成CO2，而自身被还原Co2+，其离子方程式：6Co3++CH3OH+H2O=6Co2++6H++CO2↑；（5）燃料在燃料电池的负极发生氧化反应，其电极反应式为H2-2e-+CO32-=H2O+CO2。
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【题目】加碘食盐中碘元素以KIO3形式存在，KIO3是一种白色粉末，常温下很稳定,加热至560℃开始分解。在酸性条件下KIO3是一种较强的氧化剂，与HI、H2O2等作用，被还原为碘单质。某化学兴趣小组对加碘食盐中的KIO3含量进行探究。
（1）学生甲设计实验测出加碘食盐中碘元素的含量，步骤如下:
a.称取wg加碘盐，加适量蒸馏水溶解;
b.用稀硫酸酸化，再加入过量KI 溶液;
c.以淀粉为指示剂，用物质的量浓度为1.0×10-3mol/L的Na2S2O3溶液进行滴定 (滴定时的反应方程式: I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。
操作b 涉及的主要反应的离子方程式为_____；滴定时,Na2S2O3溶液应放在_____(填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”)，滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液20.00 mL,其终点颜色变化为________；加碘食盐样品中的碘元素含量是________mg/kg (以含w的代数式表示)。
（2） 学生乙对纯净的NaCl (不含KIO3 )进行了下列实验:
顺序 | 步骤 | 实验现象 |
① | 取少量纯净的NaCl,加蒸馏水溶解 | 溶液无变化 |
② | 滴入淀粉-KI溶液，振荡 | 溶液无变化 |
③ | 放置片刻，再滴加稀H2SO4,振荡 | 溶液变蓝色 |
请推测实验③中产生蓝色现象的可能原因是(用离子方程式表示):________。由学生乙的实验结果推知，学生甲的实验结果将_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。