Question

I．甲醇是一種可再生燃料，它的沸點為64．7^oC。有科學家提出：把含有過量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，經化學反應后得到甲醇，其構想流程如下：

試回答下列問題：
（1）寫出吸收池中主要反應的化學方程式           。
（2）在2×10⁵pa、300℃合成塔中，若有440gCO₂與H₂恰好完全反應生成甲醇和水，放出495kJ的熱量，試寫出合成塔中發生反應的熱化學方程式          。  
（3）甲醇的一個重要作用是可以制燃料電池，常用KOH作電解質溶液，負極的電極反應式為：
                                  。
Ⅱ．二氧化氯（C1O₂）為一種黃綠色氣體，是國際上公認的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。
（1）工業上制備C1O₂的反應原理常采用：2NaC1O₃+4HC1=2C1O₂↑+C1₂↑+2H₂O+2NaC1。若反應中產生0.1mo1C1O₂，則轉移電子的物質的量為________mol。
（2）目前已開發出用電解法制取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。寫出陽極產生C1O₂的電極反應式：____。

②電解一段時間．當陰極產生的氣體體積為112mL（標準狀況）時，停止電解。
通過陽離子交換膜的陽離子的物質的量為       mol;用平衡移動原理解釋陰極區pH增大的原因                。
（3）C1O₂對污水中Fe²⁺、Mn²⁺、S^2－和CN^－等有明顯的去除效果。某工廠污水中含CN^－，現用C1O₂將CN^－氧化，產物中有兩種為氣體，其離子反應方程式為           。

Answer 1

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   在陰極發生2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，氫離子濃度減小，使水的電離平衡向右移動，氫氧根離子濃度增大，pH值增大。（3）2ClO₂+2CN^-=N₂↑+2CO₂↑+2Cl^-

試題分析：I．（1）反應物為二氧化碳和碳酸鉀溶液，不難想到產物是碳酸氫鉀；根據反應物和產物不難寫出相關化學方程式。（2）先寫出化學方程式，標注出物質聚集的狀態：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，不難寫出相關化學方程式。
（3）燃料電池是燃料在負極失去電子發生氧化反應，氧氣在正極得到電子發生還原反應；依據氧化還原反應電子守恒和電荷守恒，堿性電解質溶液中電極反應為：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O或：2CH₃OH+16OH^--12e^-=2CO₃^2-+12H₂O。
Ⅱ．（1）根據所給的化學方程式，我們可得到每生成2molClO₂，轉移2mol電子，所以反應中產生
0.1mo1C1O₂，則轉移電子的物質的量為0.1mol。（2）①陽離子鈉離子移向右邊，右邊為陰極，左邊為
陽極，反應物為Cl^-，產物為ClO₂；不難寫出陽極電極方程式：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^-；當陰極產生的氫氣體積為
112mL（標準狀況）時，即0.005molH₂，轉移0.01mol電子，當然通過陽離子交換膜的陽離子的物質的
量為0.01mol；（3）根據反應物和產物不難寫出相關的離子方程式。