Question

16．（1）电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到．
第一步：2CH₃OH（g）═HCOOCH₃（g）+2H₂（g）△H＞O
第二步：HCOOCH₃（g）═CH₃OH（g）+CO（g）△H＞O
第一步反应的机理可以用图1表示，中间产物X的结构简式为HCHO．

（2）为进行相关研究，用CO还原高铝铁矿石，反应后固体物质的X-射线衍射谱图如图2所示（X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同）．反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐，该反应的离子方程式为：FeAl₂O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Al³⁺+4H₂O．
（3）某催化剂样品（含Ni₂O₃40%，其余为SiO₂）通过还原、提纯两步获得镍单质：首先用CO将33.2g样品在加热条件下还原为粗镍；然后在常温下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni（CO）₄、（沸点43℃），并在180℃时使Ni（CO）₄重新分解产生镍单质．上述两步中消耗CO的物质的量之比为3：8．
（4）为安全起见，工业生产中需对空气中的CO进行监测．使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量，其结构如图3 所示．这种传感器利用原电池原理，则该电池的负极反应式为：CO+H₂O-2e^-=CO₂+2H⁺．

Answer 1

分析 （1）依据分解反应过程和反应机理图示分析判断，中间产物为甲醛；
（2）反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐，依据图示中物质组成分析可知是FeAl₂O₄，反应生成铁盐和铝盐；
（3）依据反应的化学方程式定量关系分析计算；
（4）依据原电池原理分析，测定一氧化碳气体含量，使一氧化碳发生氧化还原反应生成二氧化碳，原电池的负极是失电子发生氧化反应，据此书写负极电极反应．

解答 解：（1）依据图示和分解反应过程，结合原子守恒可知，甲醇去氢后得到的是甲醛，化学式为HCHO，
故答案为：HCHO；
（2）反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐，依据图示中物质组成分析可知是FeAl₂O₄，反应生成铁盐和铝盐，反应的离子方程式为FeAl₂O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Al³⁺+4H₂O，
故答案为：FeAl₂O₄+8H⁺=Fe²⁺+2Al³⁺+4H₂O；
（3）首先用CO将33.2g样品在加热条件下还原为粗镍；然后在常温下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni（CO）₄（沸点43℃），并在180℃时使Ni（CO）₄重新分解产生镍单质，反应的化学方程式为：Ni₂O₃+3CO=2Ni+3CO₂、Ni+4CO=Ni（CO）₄，反应中消耗CO的物质的量之比为3：8，
故答案为：3：8；
（4）测定一氧化碳气体含量，使一氧化碳发生氧化还原反应生成二氧化碳，原电池的负极是失电子发生氧化反应，酸性介质中负极电极反应为：CO+H₂O-2e^-=CO₂+2H⁺，
故答案为：CO+H₂O-2e^-=CO₂+2H⁺．

点评 本题考查了离子方程式书写、热化学方程式书的计算、电解原理的应用，题目难度中等，注意掌握离子方程式的书写原则，明确电解原理及其应用方法，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析能力及灵活应用能力．