Question

（8分）（1）甲醇可作為燃料電池的原料。以CH₄和H₂O為原料，通過(guò)下列反應(yīng)來(lái)制備甲醇。

I：CH₄ ( g ) + H₂O ( g ) ＝CO ( g ) + 3H₂ ( g )    △H ＝+206.0 kJ·mol^－1

II：CO ( g ) + 2H₂ ( g ) ＝ CH₃OH ( g )        △H ＝—129.0 kJ·mol^－1

CH₄(g)與H₂O(g)反應(yīng)生成CH₃OH (g)和H₂(g)的熱化學(xué)方程式為                                

（2）甲醇對(duì)水質(zhì)會(huì)造成一定的污染，有一種電化學(xué)法可消除這種污染，其原理是：通電后，將Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO₂而凈化。實(shí)驗(yàn)室用右圖裝置模擬上述過(guò)程：

①寫(xiě)出陽(yáng)極電極反應(yīng)式                                   。

②寫(xiě)出除去甲醇的離子方程式                             。

（3）寫(xiě)出以NaHCO₃溶液為介質(zhì)的Al—空氣原電池的電極反應(yīng)式

負(fù)極                                                    。

 

Answer 1

【答案】

（1）CH₄(g)+H₂O(g)＝CH₃OH (g)+H₂(g) △H ＝+77.0 kJ•mol^－1

（2）①Co²⁺ —e^— ＝ Co³⁺ ②6Co³⁺+CH₃OH+H₂O＝CO₂↑+6Co²⁺+6H⁺

（3）負(fù)極：Al－3e^-+3HCO₃^- =Al(OH)₃↓+3CO₂↑

【解析】

試題分析：（1）Ⅰ+Ⅱ得：CH₄(g)+H₂O(g)＝CH₃OH (g)+H₂(g)    △H＝206－129=+77KJ/mol。

（2）陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Co²⁺—e^—＝Co³⁺；Co³⁺氧化甲醇離子方程式為Co³⁺+CH₃OH+H₂O＝CO₂↑+6Co²⁺+6H⁺。

（3）Al—空氣原電池負(fù)極為鋁，電極反應(yīng)式為Al－3e^-=Al³⁺，Al³⁺和HCO₃^-發(fā)生雙水解反應(yīng)：Al³⁺+3HCO₃^-=Al(OH)₃↓+3CO₂↑，負(fù)極總反應(yīng)式為Al－3e^-+3HCO₃^- =Al(OH)₃↓+3CO₂↑。

考點(diǎn)：蓋斯定律    電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)

點(diǎn)評(píng)：書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式要注意電解質(zhì)溶液中溶質(zhì)可能與電極反應(yīng)產(chǎn)物反應(yīng)。