Question

I．甲醇是一種可再生燃料，它的沸點(diǎn)為64．7^oC。有科學(xué)家提出：把含有過(guò)量CO²的空氣吹入碳酸鉀溶液中，然后再把CO₂從溶液中提取出來(lái)，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后得到甲醇，其構(gòu)想流程如下：

試回答下列問(wèn)題：

（1）寫出吸收池中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式            。

（2）在2×10⁵pa、300℃合成塔中，若有440gCO₂與H₂恰好完全反應(yīng)生成甲醇和水，放出495kJ的熱量，試寫出合成塔中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式           。   

（3）甲醇的一個(gè)重要作用是可以制燃料電池，常用KOH作電解質(zhì)溶液，負(fù)極的電極反應(yīng)式為：

                                   。

Ⅱ．二氧化氯（C1O₂）為一種黃綠色氣體，是國(guó)際上公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。

（1）工業(yè)上制備C1O₂的反應(yīng)原理常采用：2NaC1O₃+4HC1=2C1O₂↑+C1₂↑+2H₂O+2NaC1。若反應(yīng)中產(chǎn)生0.1mo1C1O₂，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________mol。

（2）目前已開發(fā)出用電解法制取C1O₂的新工藝。

①下圖示意用石墨做電極，在一定條件下 電解飽和食鹽水制取C1O₂。寫出陽(yáng)極產(chǎn)生C1O₂的電極反應(yīng)式：____。

②電解一段時(shí)間．當(dāng)陰極產(chǎn)生的氣體體積為112mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，停止電解。

通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的陽(yáng)離子的物質(zhì)的量為        mol;用平衡移動(dòng)原理解釋陰極區(qū)pH增大的原因                 。

（3）C1O₂對(duì)污水中Fe²⁺、Mn²⁺、S^2－和CN^－等有明顯的去除效果。某工廠污水中含CN^－，現(xiàn)用C1O₂將CN^－氧化，產(chǎn)物中有兩種為氣體，其離子反應(yīng)方程式為            。

 

Answer 1

【答案】

 

I．(1)K₂CO₃+CO₂+H₂O=2KHCO₃   (2)CO₂（g）+3H₂（g）→CH₃OH（l）+H₂O（l）ΔH=-49.5kJ/mol;

（3）CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O

Ⅱ．(1)0.1   (2)①Cl^-+2H₂O-5e^-=ClO₂↑+4H⁺     ②0.01    在陰極發(fā)生2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，氫離子濃度減小，使水的電離平衡向右移動(dòng)，氫氧根離子濃度增大，pH值增大。（3）2ClO₂+2CN^-=N₂↑+2CO₂↑+2Cl^-

【解析】

試題分析：I．（1）反應(yīng)物為二氧化碳和碳酸鉀溶液，不難想到產(chǎn)物是碳酸氫鉀；根據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物不難寫出相關(guān)化學(xué)方程式。（2）先寫出化學(xué)方程式，標(biāo)注出物質(zhì)聚集的狀態(tài)：CO₂（g）+3H₂（g）→CH₃OH（l）+H₂O（l）；10molCO₂放出熱量495kJ熱量，1molCO₂放出熱量49.5kJ熱量，不難寫出相關(guān)化學(xué)方程式。

（3）燃料電池是燃料在負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)；依據(jù)氧化還原反應(yīng)電子守恒和電荷守恒，堿性電解質(zhì)溶液中電極反應(yīng)為：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O或：2CH₃OH+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+12H₂O。

Ⅱ．（1）根據(jù)所給的化學(xué)方程式，我們可得到每生成2molClO₂，轉(zhuǎn)移2mol電子，所以反應(yīng)中產(chǎn)生

0.1mo1C1O₂，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.1mol。（2）①陽(yáng)離子鈉離子移向右邊，右邊為陰極，左邊為

陽(yáng)極，反應(yīng)物為Cl^-，產(chǎn)物為ClO₂；不難寫出陽(yáng)極電極方程式：Cl^-+2H₂O-5e^-=ClO₂+4H⁺。 ②陰極能夠

獲得電子的必然為水中的氫離子，陰極電極方程式：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-；當(dāng)陰極產(chǎn)生的氫氣體積為

112mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，即0.005molH₂，轉(zhuǎn)移0.01mol電子，當(dāng)然通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的陽(yáng)離子的物質(zhì)的

量為0.01mol；（3）根據(jù)反應(yīng)物和產(chǎn)物不難寫出相關(guān)的離子方程式。

考點(diǎn)：考查熱化學(xué)方程式書寫，燃料電池電極反應(yīng)書寫，題目綜合性強(qiáng)，更強(qiáng)調(diào)能力的考查。