【題目】甲醇可作為燃料電池的原料,以CH4H2O為原料,通過下列反應(yīng)來制備甲醇:

CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g) H=+206.0kJmol-1

CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g) H=-129.0kJmol-1

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

(2)甲醇對水質(zhì)會造成一定污染,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+作氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化。實驗室用如圖裝置模擬上述過程:

①完成除去甲醇的離子方程式:______

Co3++CH3OH+H2O═Co2++……

②若如圖裝置中的電源為甲醇—空氣—KOH溶液的燃料電池,則電池負極的電極反應(yīng)式:___

【答案】CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)H=+77.0 kJ/mol 6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+ CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O

【解析】

1)依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算;

2)①通電后,將Co2+氧化成Co3+,Co3+CH3OH氧化成CO2,自身被還原成Co2+,結(jié)合電子守恒、原子守恒和電荷守恒書寫離子方程式;

②甲醇在負極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),結(jié)合介質(zhì)、守恒書寫電極反應(yīng)式。

1)①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)H=+206.0kJ/mol

CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)H=-129.0 kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律,將①+②得CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)H=+206.0kJ/mol-(-129.0kJ/mol)=+77.0 kJ/mol,

故答案為:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)H=+77.0 kJ/mol

(2)①甲醇被氧化生成二氧化碳,Co3+被還原生成Co2+,溶液呈酸性,則生成物中含有氫離子,所以該反應(yīng)離子方程式為6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+,

故答案為:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+

②正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子,電極反應(yīng)式為O2+H2O+4e-═4OH-,負極是甲醇失電子在堿溶液中生成碳酸根,故答案為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,

故答案為:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】甲苯()是一種重要的化工原料,能用于生產(chǎn)苯甲醛()、苯甲酸()等產(chǎn)品。下表列出了有關(guān)物質(zhì)的部分物理性質(zhì),請回答:

注:甲苯、苯甲醛、苯甲酸三者互溶。

實驗室可用如圖裝置模擬制備苯甲醛。實驗時先在三頸瓶中加入0.5g固態(tài)難溶性催化劑,再加入2mL甲苯和一定量其它試劑,攪拌升溫至70℃,同時緩慢加入12mL過氧化氫,在此溫度下攪拌反應(yīng)3小時。

1)裝置a的名稱是_____,主要作用是________。三頸瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

2)經(jīng)測定,反應(yīng)溫度升高時,甲苯的轉(zhuǎn)化率逐漸增大,但溫度過高時,苯甲醛的產(chǎn)量卻有所減少,可能的原因是_________

3)反應(yīng)完畢,反應(yīng)混合液經(jīng)過自然冷卻至室溫后,還應(yīng)經(jīng)過__________________(填操作名稱)等操作,才能得到苯甲醛粗產(chǎn)品。

4)實驗中加入過量的過氧化氫并延長反應(yīng)時間時,會使苯甲醛產(chǎn)品中產(chǎn)生較多的苯甲酸。

①若想從混有苯甲酸的苯甲醛中分離出苯甲酸,正確的實驗步驟是______(按步驟順序填字母)。

a.對混合液進行分液 b.過濾、洗滌、干燥

c.水層中加入鹽酸調(diào)節(jié)pH=2 d.與適量碳酸氫鈉溶液混合振蕩

②若對實驗①中獲得的苯甲酸(相對分子質(zhì)量為122)產(chǎn)品進行純度測定,可稱取2.500g產(chǎn)品,溶于200mL乙醇配成溶液,量取所得的乙醇溶液20.00mL于錐形瓶,滴加23滴酚酞指示劑,然后用預(yù)先配好的0.1000 mol/L KOH標準液滴定,到達滴定終點時消耗KOH溶液18.00mL。產(chǎn)品中苯甲酸的質(zhì)量分數(shù)為_______(保留一位小數(shù))。下列情況會使測定結(jié)果偏低的是____(填字母)。

a.滴定終了俯視讀取數(shù)據(jù) bKOH標準液長時間接觸空氣

c.配制KOH標準液時仰視定容 d.將指示劑換為甲基橙溶液

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】《化學(xué)與生活》合理膳食,保持營養(yǎng)均衡,是青少年學(xué)生健康成長的重要保證。

(1)蛋白質(zhì)是人體必需的營養(yǎng)物質(zhì),它在人體內(nèi)最終分解為_______

A.葡萄糖 B.氨基酸 C.脂肪酸

(2)現(xiàn)有下列五種物質(zhì):

A.食鹽 B.食醋 C.蘋果汁 D.葡萄糖 E.青霉素

請按下列要求填空(填序號)。

富含維生素C的是________;可直接進入血液,補充能量的是_______ ;應(yīng)用最廣泛的抗生素之一的是_______;即可作為調(diào)味劑,又可作為防腐劑的是_______;食用過多會引起血壓升高、腎臟受損的_________。

(3)雞蛋含有豐富的蛋白質(zhì),它在人體內(nèi)消化過程如下:

請回答下列問題:

a.向雞蛋清溶液中滴入幾滴濃硝酸,微熱,雞蛋清變?yōu)?/span>________色。

b.氨基酸具有兩性,是因為氨基酸分子中既含有堿性官能團又含有酸性官能團,其中,堿性官能團是____________,酸性官能團是____________。

c.向雞蛋清溶液中加入飽和Na2SO4溶液,有白色沉淀產(chǎn)生,發(fā)生的是_______(鹽析變性”)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖所示的方案可以降低鐵閘門的腐蝕速率。下列判斷正確的是(  )

A.X為導(dǎo)線,Y可以是鋅

B.X為導(dǎo)線,鐵閘門上的電極反應(yīng)式為Fe-2e-=Fe2+

C.X為直流電源,鐵閘門做負極

D.X為直流電源,Y極上發(fā)生還原反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】分子中共處于同一平面的原子最多有( )

A. 24B. 22C. 20D. 18

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】I、煙道氣中的NOx是主要的大氣污染物之一,為了監(jiān)測其含量,選用如下檢測方法;卮鹣铝袉栴}:將vL氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中,恰好使NOx完全被氧化成NO3-,加水稀釋至100.00mL。量取20.00mL該溶液,加入v1mLc1mol·L1FeSO4標準溶液(過量),充分反應(yīng)后,用c2mol·L1 K2Cr2O7標準溶液滴定剩余的Fe2,終點時消耗v2mL。

1NOH2O2氧化為NO3-的離子方程式為___。

2)加水稀釋到100.00ml所用的玻璃儀器除量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外,還需要___;滴定操作使用的玻璃儀器主要有___。

3)滴定過程中發(fā)生下列反應(yīng):3Fe2NO3-4H=NO↑+3Fe32H2O、Cr2O72-6Fe214H=2Cr36Fe37H2O

則氣樣中NOx的物質(zhì)的量為___mol

4)下列操作會使滴定結(jié)果偏高的是___

A.滴定管未用標準液潤洗

B.錐形瓶洗凈后還存留少量的水

C.滴定管滴定前讀數(shù)正確,滴定后俯視讀數(shù)

DFeSO4標準溶液部分變質(zhì)

II、常溫下,用酚酞作指示劑,用0.10mol·L1NaOH溶液分別滴定20.00mL濃度均為0.10mol·L1 CH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲線如圖。

(已知:CH3COOH、 HCN的電離平衡常數(shù)分別為1.75×10-56.4×10-10

1)圖___ab)是NaOH溶液滴定HCN溶液的pH變化的曲線。

2)點③所示溶液中所含離子濃度的從大到小的順序:___。

3)點①和點②所示溶液中:c(CH3COO)c(CN)___c(HCN)c(CH3COOH)(填“>、<=”)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)已知Ksp(AgCl)1.8×1010,則將AgCl放在蒸餾水中形成飽和溶液,溶液中的c(Ag)________?

(2)已知Ksp[Mg(OH)2]1.8×1011,則將Mg(OH)2放入蒸餾水中形成飽和溶液,溶液的pH________?

(3)0.01 mol·L1MgCl2溶液中,逐滴加入NaOH溶液,剛好出現(xiàn)沉淀時,溶液的pH________?當(dāng)Mg2完全沉淀時,溶液的pH________?

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】4種相鄰的主族短周期元素的相對位置如表,元素x的原子核外電子數(shù)是m2倍,y的氧化物具有兩性;卮鹣铝袉栴}:

m

n

x

y

1)元素x在周期表中的位置是第____。其單質(zhì)可采用電解熔融的___方法制備。用電子式表示該化合物的形成過程:___。

2m、n、y三種元素最高價氧化物的水化物中,酸性最強的是____,堿性最強的是____(填化學(xué)式)

3)氣體分子(mn)2稱為擬鹵素,性質(zhì)與鹵素類似,其與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是____

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列敘述正確的是

A.pH相等的CH3COONa、NaOHNa2CO3三種溶液濃度大小關(guān)系為:c(NaOH)<c(CH3COONa)<c(Na2CO3)

B.0.1 mol/LNaHA溶液,其pH4c(HA)>c(H)>c(H2A)>c(A2)

C.兩種醋酸溶液的物質(zhì)的量濃度分別為c1c2,pH分別為aa1,則c110c2

D.pH11NaOH溶液與pH3的醋酸溶液等體積混合,滴入石蕊溶液呈紅色

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