Question

I．甲醇是一种可再生燃料，它的沸点为64．7^oC。有科学家提出：把含有过量CO²的空气吹入碳酸钾溶液中，然后再把CO₂从溶液中提取出来，经化学反应后得到甲醇，其构想流程如下：

试回答下列问题：

（1）写出吸收池中主要反应的化学方程式            。

（2）在2×10⁵pa、300℃合成塔中，若有440gCO₂与H₂恰好完全反应生成甲醇和水，放出495kJ的热量，试写出合成塔中发生反应的热化学方程式           。   

（3）甲醇的一个重要作用是可以制燃料电池，常用KOH作电解质溶液，负极的电极反应式为：

                                   。

Ⅱ．二氧化氯（C1O₂）为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。

（1）工业上制备C1O₂的反应原理常采用：2NaC1O₃+4HC1=2C1O₂↑+C1₂↑+2H₂O+2NaC1。若反应中产生0.1mo1C1O₂，则转移电子的物质的量为________mol。

（2）目前已开发出用电解法制取C1O₂的新工艺。

①下图示意用石墨做电极，在一定条件下 电解饱和食盐水制取C1O₂。写出阳极产生C1O₂的电极反应式：____。

②电解一段时间．当阴极产生的气体体积为112mL（标准状况）时，停止电解。

通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为        mol;用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因                 。

（3）C1O₂对污水中Fe²⁺、Mn²⁺、S^2－和CN^－等有明显的去除效果。某工厂污水中含CN^－，现用C1O₂将CN^－氧化，产物中有两种为气体，其离子反应方程式为            。

 

Answer 1

【答案】

 

I．(1)K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃   (2)CO₂（g）+3H₂（g）→CH₃OH（l）+H₂O（l）ΔH=-49.5kJ/mol;

（3）CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O

Ⅱ．(1)0.1   (2)①Cl^-+2H₂O-5e^-=ClO₂↑+4H⁺     ②0.01    在阴极发生2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，氢离子浓度减小，使水的电离平衡向右移动，氢氧根离子浓度增大，pH值增大。（3）2ClO₂+2CN^-=N₂↑+2CO₂↑+2Cl^-

【解析】

试题分析：I．（1）反应物为二氧化碳和碳酸钾溶液，不难想到产物是碳酸氢钾；根据反应物和产物不难写出相关化学方程式。（2）先写出化学方程式，标注出物质聚集的状态：CO₂（g）+3H₂（g）→CH₃OH（l）+H₂O（l）；10molCO₂放出热量495kJ热量，1molCO₂放出热量49.5kJ热量，不难写出相关化学方程式。

（3）燃料电池是燃料在负极失去电子发生氧化反应，氧气在正极得到电子发生还原反应；依据氧化还原反应电子守恒和电荷守恒，碱性电解质溶液中电极反应为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O或：2CH₃OH+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+12H₂O。

Ⅱ．（1）根据所给的化学方程式，我们可得到每生成2molClO₂，转移2mol电子，所以反应中产生

0.1mo1C1O₂，则转移电子的物质的量为0.1mol。（2）①阳离子钠离子移向右边，右边为阴极，左边为

阳极，反应物为Cl^-，产物为ClO₂；不难写出阳极电极方程式：Cl^-+2H₂O-5e^-=ClO₂+4H⁺。 ②阴极能够

获得电子的必然为水中的氢离子，阴极电极方程式：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；当阴极产生的氢气体积为

112mL（标准状况）时，即0.005molH₂，转移0.01mol电子，当然通过阳离子交换膜的阳离子的物质的

量为0.01mol；（3）根据反应物和产物不难写出相关的离子方程式。

考点：考查热化学方程式书写，燃料电池电极反应书写，题目综合性强，更强调能力的考查。