Question

【題目】氫氣、甲醇是優質的清潔燃料，可制作燃料電池。

（1）已知：①CH3OH(l)+O2(g )= CO(g)+2H2O(g) △H= - 354.8 kJ·mol-1

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H= -566.0 kJ·mol-1

③H2O(g) = H2O(l) △H= -44.0 kJ·mol-1

請寫出甲醇完全燃燒生成二氧化碳和液態水的熱化學方程式：______________________________。

（2）某實驗小組利用H2（g）、O2（g）、KOH（aq）設計成電池裝置（裝置Ⅰ），通過裝置Ⅱ實現鐵棒上鍍銅。

①裝置Ⅰ中，a口通入的氣體為____________（填“H2”或“O2”），放電時，溶液中的K+向______極移動（填“正”或“負”），該電池負極的電極反應式為______________________。

②裝置Ⅱ中，溶液c可選用________________溶液。

若電鍍結束后，裝置Ⅱ中Fe電極的質量改變了12.8g，則裝置Ⅰ中理論上消耗氧氣的體積為________L（標準狀況下）

Answer 1

【答案】 2CH3OH(l)+3O2(g )=2 CO2(g)+4H2O(l) △H=-1451.6 kJ·mol-1 O2 正 H2－2e－＋2OH－===2H2O CuSO4 2.24

【解析】(1)①CH3OH(l)+O2(g)═CO(g)+2H2O(g)△H=-354.8kJmol-1，②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g) △H=-566.0kJmol-1，③H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0kJmol-1，根據蓋斯定律，將①×2+②+③×4得到2CH3OH(l)+3O2(g )=2 CO2(g)+4H2O(l)，所以該反應的△H=(-354.8kJ/mol)×2 +(-566.0kJ/mol) +(-44.0kJ/mol)×4=- 1451.6kJmol-1，即2CH3OH(l)+3O2(g )=2 CO2(g)+4H2O(l) △H=-1451.6kJmol-1，故答案為：2CH3OH(l)+3O2(g )=2 CO2(g)+4H2O(l)△H=-1451.6kJmol-1；

(2)①根據圖示，裝置I為氫氧燃料電池，裝置II為電解池，通過裝置Ⅱ實現鐵棒上鍍銅，則鐵作陰極，即b為負極，則b極上通入氫氣，a口通入氧氣；放電時，溶液中的K+向正極移動，負極的電極反應式為H2－2e－＋2OH－=2H2O，故答案為：O2；正；H2－2e－＋2OH－===2H2O；

②裝置Ⅱ為電鍍池，實現鐵棒上鍍銅，溶液c可選用硫酸銅溶液，電鍍結束后，Fe電極的質量改變了12.8g，為析出的銅，物質的量為=0.2mol，轉移0.4mol電子，則裝置Ⅰ中理論上消耗氧氣0.1mol，標準狀況下的體積為2.24L，故答案為：CuSO4；2.24。