Question

【題目】甲醇(CH3OH)是一種重要的化工原料，廣泛應用于化工生產，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，寫出工業上以CO2和H2為原料合成CH3OH的熱化學方程式____________________。

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

（4）利用電池可實現電能向化學能轉化。某同學設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．陰極發生的反應是：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，整理可得工業上以CO2和H2為原料合成CH3OH的熱化學方程式是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溶液的新型手機電池，可使手機連續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，由于是堿性環境，所以甲醇被氧化產生CO32-，電極反應式為CH3OH + 8OH-－6e－= CO32-+ 6H2O；

（4）某同學設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，溶液中產生大量的白色沉淀，且較長時間不變色。說明Fe作陽極，發生氧化反應，H+在陰極發生還原反應，變為H2逸出，使溶液顯堿性，Fe2+與OH-結合形成的Fe(OH)2由于在H2的環境，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致實驗失敗，所以電極反應式為：2H+ + 2e－→H2↑，正確。