Question

【題目】甲醇(CH3OH)是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)，也可以直接用做燃料。

已知：CH3OH（1）+ O2(g) =CO(g) + 2H2O(g) ；△Ha = －443.64 kJ·mol－1

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

（1）試寫出CH3OH（1）在氧氣中完全燃燒生成CO2和H2O(g)的熱化學(xué)方程式： 。

（2） CH3OH和H2的燃燒熱分別為△H=-725.5kJ/mol、△H=-285.8kJ/mol，寫出工業(yè)上以CO2和H2為原料合成CH3OH的熱化學(xué)方程式____________________。

（3）科研人員新近開發(fā)出一種由甲醇和氧氣以強堿做電解質(zhì)溶液的新型手機電池，可使手機連續(xù)使用一個月才充一次電，據(jù)此回答下列問題： 甲醇在 極反應(yīng)；電極反應(yīng)式為 。

（4）利用電池可實現(xiàn)電能向化學(xué)能轉(zhuǎn)化。某同學(xué)設(shè)計了一種電解法制取Fe(OH)2的實驗裝置(如下圖所示)，通電后，溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長時間不變色。下列說法中正確的是 (填序號)

A．電源中的a一定為正極，b一定為負極 B．可以用NaCl溶液作為電解液

C．A、B兩端都必須用鐵作電極 D．陰極發(fā)生的反應(yīng)是：2H+ + 2e－→H2↑

Answer 1

【答案】（1）2CH3OH（1） +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)；△H =－1453.28kJ·mol－1

（2）CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l) △H=-131.9kJ/mol

（3）負；CH3OH + 8OH-－6e－= CO32-+ 6H2O

（4）A、B、D。

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)題意可知①CH3OH（1） + O2(g) =CO(g) + 2H2O(g) ； △Ha = －443.64 kJ·mol－1；②2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) ； △Hb =－566.0 kJ·mol－1。①×2+②可得CH3OH（1）在氧氣中完全燃燒生成CO2和H2O(g)的熱化學(xué)方程式2CH3OH（1） +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)；△H =－1453.28kJ·mol－1；

（2）CH3OH和H2的燃燒熱分別為△H = -725.5kJ/mol、△H = -285.8kJ/mol，可得熱化學(xué)方程式：①2CH3OH（1） +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)；△H = － 1453.28 kJ·mol－1； ② 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H = －571.6 kJ·mol－1；② × 3/2 - ① × 1/2，整理可得工業(yè)上以CO2和H2為原料合成CH3OH的熱化學(xué)方程式是CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l) + H2O(l) △H = -131.9kJ/mol；

（3）由甲醇和氧氣以強堿做電解質(zhì)溶液的新型手機電池，可使手機連續(xù)使用一個月才充一次電，該電池是原電池，通入燃料甲醇的電極是負極，由于是堿性環(huán)境，所以甲醇被氧化產(chǎn)生CO32-，電極反應(yīng)式為CH3OH + 8OH-－6e－= CO32-+ 6H2O；

（4）某同學(xué)設(shè)計了一種電解法制取Fe(OH)2的實驗裝置(如下圖所示)，通電后，溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀，且較長時間不變色。說明Fe作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，H+在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，變?yōu)镠2逸出，使溶液顯堿性，F(xiàn)e2+與OH-結(jié)合形成的Fe(OH)2由于在H2的環(huán)境，所以Fe(OH)2不會被氧氣氧化，使我們可以較長時間觀察到沉淀的白色。A．因為生成的氫氣將裝置中原有氧氣帶出，且氫氣的密度小于水，所以氫氣從B端陰極析出，A電極則是鐵做陽極失去電子生成亞鐵離子，所以“a”為正極，“b”為負極，正確；B．因為陽極是鐵，活潑電極作陽極時，陽極材料鐵失電子生成亞鐵離子，陰極上氫離子放電，生成氫氣，所以能生成氫氧化亞鐵白色沉淀，則電解液選用NaCl溶液不影響實驗，正確；C．陽極應(yīng)該用鐵電極，陰極可以是鐵也可以是其他惰性電極，錯誤；D．陽極應(yīng)該用鐵電極，陰極可以是鐵也可以是其他惰性電極，陰極上水得電子生成氫氣和氫氧根離子，氫氣能防止氫氧化亞鐵被氧化而導(dǎo)致實驗失敗，所以電極反應(yīng)式為：2H+ + 2e－→H2↑，正確。