题目内容
目前工业上利用CO2来生产燃料甲醇，可将CO2变废为宝． Ⅰ．已知常温常压下：
①CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（g）△H1=-354.8 kJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=-566 kJ?mol-1
则反应2CO2（g）+4H2O（g）=2CH3OH（l）+3O2（g）△H=
Ⅱ．如图是一个化学过程的示意图．已知甲池的总反应式为：2CH3OH+3O2+4KOH═2K2CO3+6H2O
（1）请回答图中甲、乙两池的名称．甲电池是
（2）请回答下列电极的名称：通入CH3OH的电极名称是
（3）通入O2的电极的电极反应式为：
（4）乙池中反应的化学方程式为
（5）电解一段时间后，乙池中A（Fe）极的质量增加5.4g时，且溶液的体积为500mL，求所得溶液在25℃时的pH=
考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,原电池和电解池的工作原理
专题：化学反应中的能量变化,电化学专题
分析：I．根据盖斯定律结合已知热化学方程式构建目标方程式再计算反应热；
II．（1）甲装置中能自发的发生氧化还原反应是一个燃料电池；乙有外加电源，所以是电解池．
（2）根据得失电子判断正负极，根据外加电源判断阴阳极．
（3）氧气在正极上得电子；Fe为阴极，阴极上银离子得电子；
（4）依据电子守恒和电解的实质写出化学方程式；
（5）根据电解方程式计算生成的氢离子的物质的量和浓度；根据得失电子数相等找出银与氧气的关系式，然后计算
II．（1）甲装置中能自发的发生氧化还原反应是一个燃料电池；乙有外加电源，所以是电解池．
（2）根据得失电子判断正负极，根据外加电源判断阴阳极．
（3）氧气在正极上得电子；Fe为阴极，阴极上银离子得电子；
（4）依据电子守恒和电解的实质写出化学方程式；
（5）根据电解方程式计算生成的氢离子的物质的量和浓度；根据得失电子数相等找出银与氧气的关系式，然后计算
解答：
解：I．已知常温常压下：
①CH3OH（l）+O2（g）═CO（g）+2H2O（g）△H=-354.8kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566kJ/mol
根据目标方程式，改写方程式①和②，把方程式①反写乘以2，再把方程②反写，然后二者相加，即得到目标方程，所以△H=-△H1×2-△H2=+1275.68kJ/mol，
故答案为：+1275.68；
II．（1）甲装置中能自发的发生氧化还原反应是一个燃料电池，所以甲是把化学能转变为电能的装置，是原电池；乙有外加电源，所以是电解池；
故答案为：原电池；电解池；
（2）根据2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知，CH3OH发生氧化反应，所以该电极是负极，O2 发生还原反应，所以该电极是正极；石墨与原电池的正极相连，所以B石墨电极是阳极．
故答案为：负极；阳极；
（3）根据2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知，CH3OH发生氧化反应，所以该电极是负极，O2 得电子和水反应生成氢氧根离子，发生还原反应，所以该电极是正极；石墨与原电池的正极相连，所以石墨电极是阳极该电极上发生氧化反应，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；铁电极是阴极，该电极上银离子得电子发生还原反应，电极反应为：4Ag++4e-=4Ag；
故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；4Ag++4e-=4Ag；
（4）乙池中离子放电顺序为：阳离子 Ag+＞H+，阴离子OH-＞NO3 -，阴极电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；阳极电极反应为：4Ag++4e-=4Ag；依据电子守恒和电解的实质写出化学方程式：4AgNO4+2H2O
4Ag+O2↑+4HNO3
故答案为：4AgNO4+2H2O
4Ag+O2↑+4HNO3；
（5）乙池中A（Fe）极是阴极，阴极的质量增加5.40g是银，其物质的量为
=0.05mol，
由4AgNO4+2H2O
4Ag+O2↑+4HNO3
得生成的硝酸为0.05mol，则氢离子为0.05mol，其浓度为：
=
=0.1mol/L，所以pH=1；
根据得失电子数相等，氧气与银的关系式为：
O2--------4Ag
22.4L 4mol
VL 0.05mol
则V=0.28L=280ml
故答案为：1；280．
①CH3OH（l）+O2（g）═CO（g）+2H2O（g）△H=-354.8kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=-566kJ/mol
根据目标方程式，改写方程式①和②，把方程式①反写乘以2，再把方程②反写，然后二者相加，即得到目标方程，所以△H=-△H1×2-△H2=+1275.68kJ/mol，
故答案为：+1275.68；
II．（1）甲装置中能自发的发生氧化还原反应是一个燃料电池，所以甲是把化学能转变为电能的装置，是原电池；乙有外加电源，所以是电解池；
故答案为：原电池；电解池；
（2）根据2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知，CH3OH发生氧化反应，所以该电极是负极，O2 发生还原反应，所以该电极是正极；石墨与原电池的正极相连，所以B石墨电极是阳极．
故答案为：负极；阳极；
（3）根据2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知，CH3OH发生氧化反应，所以该电极是负极，O2 得电子和水反应生成氢氧根离子，发生还原反应，所以该电极是正极；石墨与原电池的正极相连，所以石墨电极是阳极该电极上发生氧化反应，电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；铁电极是阴极，该电极上银离子得电子发生还原反应，电极反应为：4Ag++4e-=4Ag；
故答案为：O2+2H2O+4e-=4OH-；4Ag++4e-=4Ag；
（4）乙池中离子放电顺序为：阳离子 Ag+＞H+，阴离子OH-＞NO3 -，阴极电极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-；阳极电极反应为：4Ag++4e-=4Ag；依据电子守恒和电解的实质写出化学方程式：4AgNO4+2H2O
| ||
故答案为：4AgNO4+2H2O
| ||
（5）乙池中A（Fe）极是阴极，阴极的质量增加5.40g是银，其物质的量为
| 5.4g |
| 108g/mol |
由4AgNO4+2H2O
| ||
得生成的硝酸为0.05mol，则氢离子为0.05mol，其浓度为：
| n |
| V |
| 0.05mol |
| 0.5L |
根据得失电子数相等，氧气与银的关系式为：
O2--------4Ag
22.4L 4mol
VL 0.05mol
则V=0.28L=280ml
故答案为：1；280．
点评：本题考查了盖斯定律的应用、原电池和电解池的工作原理的应用，主要考查了是电池判断、电极判断，电解方程式的书写、电子守恒的应用等，题目难度中等．
练习册系列答案
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