Question

【題目】I．二甲醚是一種重要的清潔燃料．合成二甲醚是解決能源危機的研究方向之一．

（1）用CO2和H2可以合成二甲醚（CH3OCH3）

已知：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H1=﹣90.1kJ/mol

CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H2=﹣41.1kJ/mol

2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H3=﹣24.5kJ/mol

則反應2CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=____________．

（2）二甲醚（CH3OCH3）燃料電池可以提升能量利用率．利用二甲醚酸性介質燃料電池電解200mL飽和食鹽水（惰性電極），電解一段時間后，陰極收集到標況下的氫氣2.24L（設電解后溶液體積不變）

①二甲醚燃料電池的正極反應式為_____________________________．

②請寫出電解食鹽水的化學方程式____________________．

③電解后溶液的pH=_________．

II．室溫下，0.1 mol·L－l的KOH溶液滴10.00mL 0.10 mol·L－l H2C2O4 (二元弱酸）溶液，所得滴定曲線如圖(混合溶液的體積可看成混合前溶液的體積之和)。請回答下列問題：

（3）點③所示溶液中所有離子的濃度由大到小的順序為：___________________。點④所示溶液中：c(K+)+c(H2C2O4)+c(HC2O4－)+c(C2O422-)＝________mol/L。

Answer 1

【答案】﹣122.5 kJ·mol﹣1 O2+4e﹣+4H+=2H2O 2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑ 14 c(K+)>c(HC2O4―)>c(H+)>c(C2O42-)>c(OH―) 0.10

【解析】

I．（1）利用蓋斯定律計算所需熱化學方程式；

（2））①原電池負極發(fā)生氧化反應，二甲醚在負極放電，酸性條件下生成二氧化碳碳，正極是氧氣得到電子在酸性溶液中生成水，結合電荷守恒和原子守恒書寫電極反應；
②電極飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氯氣和氫氣；
③根據電解氯化鈉溶液的電解方程式來求溶液的pH，結合電極反應和電子守恒計算消耗二甲醚的質量．

II．（3）點③時兩溶液恰好完全反應生成了KHC2O4，溶液顯酸性，HC2O4-的電離程度大于水解程度；

（4）結合物料守恒進行分析；

：（1）利用蓋斯定律進行計算，將三個方程式進行形式變換，
①CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H1=-90.1kJ/mol
②CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H2=-41.1kJ/mol
③2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H3=-24.5kJ/mol
蓋斯定律計算①×2-2×②+③得到：2CO2（g）+6H2（g）=CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=-122.5 kJmol-1，故答案：-122.5 kJmol-1；

（2））①正極上是氧氣得到電子發(fā)生還原反應，在酸性溶液中生成生成水，故答案為：O2+4e-+4H+=2H2O；

②電極飽和食鹽水陽極氯離子失電子發(fā)生氧化反應生成氯氣，陰極氫離子得到電子發(fā)生還原反應生成氫氣，同時溶液中生成氫氧化鈉，故答案為：；

③生成的氫氣為2.24L（標況）即為0.1mol，根據點解方程式可知此過程中生成氫氧根0.2mol，忽略溶液的體積變化，則c（OH-）=0.2mol/200mL=1mol/L，故pH值為14，故答案為：14；

II．（3）點③時兩溶液恰好完全反應生成了KHC2O4，溶液顯酸性，HC2O4-的電離程度大于水解程度，則溶液中離子濃度關系為：c（K+）＞c（HC2O4-）＞c（H+）＞c（C2O42-）＞c（OH-）；

（4）點④所示的溶液的體積25mL，根據物料守恒：c（HC2O4-）+c（H2C2O4）+c（C2O42-）=0.10mol/L× =0.04mol/L；c（K+）=0.10mol/L×=0.06mol/L，所以c（HC2O4-）+c（H2C2O4）+c（C2O42-）+c（K+）=0.10molL-1，故答案為：0.10；