Question

【题目】工业上通常采取CO（g）和（g）合成（g）

(1)已知某温度和压强下

①

②

③

则在相同温度和压强下，CO（g）与（g）合成（g）的热化学方程式__________。

若反应生成6．4g甲醇，则转移电子的物质的量为__________。

(2)可利用甲醇燃烧反应设计一个燃料电池。如图，用Pt作电极材料，用氢氧化钾溶液作电解质溶液，在两个电极上分别充入甲醇和氧气。

①写出燃料电池负极的电极反应式__________。

②若利用该燃料电池提供电源，与图右边烧杯相连，在铁件表面镀铜，则铁件应是__________极（填“A”或“B”）；当铁件的质量增重6．4g时，燃料电池中消耗氧气的标准状况下体积为__________L。

(3)电解法可消除甲醇对水质造成的污染，原理是：通电将氧化成，然后将甲醇氧化成CO和（用石墨烯除去）现用如图所示装置模拟上述过程，则在阳极的电极反应式为__________。除去甲醇的离子方程式为__________。

Answer 1

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

【解析】

(1)根据热化学方程式和盖斯定律计算所需热化学方程式，根据化合价变化计算转移电子数；
(2) ①甲醇燃料电池，甲醇在负极失电子发生氧化反应，碱性溶液中生成碳酸盐；
②根据电镀原理分析，待镀金属做阴极与电源负极相连，镀层金属做阳极与电源正极相连，含镀层金属离子的电解质溶液；根据电极反应和电子守恒计算得到；
(3) 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+；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+，原子守恒与电荷守恒可以知道，还原生成H+，配平书写为：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；

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

由反应式CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）可知，每生成1mol甲醇转移4mol电子，所以生成6.4g甲醇，转移电子的物质的量为4=0.8mol，

因此，本题正确答案是：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H=-128.8 kJ/mol；0.8mol；

（2）①用Pt作电极材料，用氢氧化钾溶液作电解质溶液，在两个电极上分别充入甲醇和氧气，甲醇在负极失电子在碱溶液中生成盐，负极的电极反应式为：；
因此，本题正确答案是：；
②利用该燃料电池提供电源，与图1右边烧杯相连，在铁件表面镀铜，则铁件做电解池的阴极，阴极与电源负极连接，装置图中与甲醇相连的B电极是阴极；当铁件的质量增重6.4g时，Cu2++2e-=Cu，电子转移0.2mol，燃料电池中消耗氧气的电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，根据电子守恒计算消耗氧气物质的量为=0.05mol，标准状况下体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L；
因此，本题正确答案是：B；1.12；
（3）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+；
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+，原子守恒与电荷守恒可以知道，还原生成H+，配平书写为：Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+，

因此，本题正确答案是：Co2+-e-=Co3+；Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+。