Question

（1）甲醇可作為燃料電池的原料。以CH4和H2O為原料，通過下列反應來制備甲醇。

I：CH4 ( g ) + H2O ( g )＝CO ( g ) + 3H2 ( g ) △H ＝+206．0 kJ·mol－1

II：CO ( g ) + 2H2 ( g )＝CH3OH ( g ) △H＝—129．0 kJ·mol－1

CH4(g)與H2O(g)反應生成CH3OH (g)和H2(g)的熱化學方程式為 。

（2）甲醇對水質(zhì)會造成一定的污染，有一種電化學法可消除這種污染，其原理是：通電后，將Co2+氧化成Co3+，然后以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化。實驗室用右圖裝置模擬上述過程：

①寫出陽極電極反應式 。

②寫出除去甲醇的離子方程式 。

（3）寫出以NaHCO3溶液為介質(zhì)的Al—空氣原電池的電極負極反應式，負極: 。

 

Answer 1

（1）CH4（g）+H2O（g）=CH3OH （g）+H2（g）△H=+77．0 kJ?mol-1

（2）①Co2+-e-=Co3+ ②6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+

（3）Al-3e-+3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑

【解析】

試題分析：（1）已知Ⅰ：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g） △H=+206．0kJ?mol-1、Ⅱ：CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=-129．0kJ?mol-1，則依據(jù)蓋斯定律Ⅰ+Ⅱ得到CH4（g）+H2O（g）=CH3OH （g）+H2（g）△H=+77．0 kJ?mol-1；

（2）①通電后，將Co2+氧化成Co3+，電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應，電極反應為Co2+-e-=Co3+；

②以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化，自身被還原為Co2+，結(jié)合原子守恒與電荷守恒可知，還原生成H+，配平書寫離子方程式為：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+；

（3）以NaHCO3溶液為介質(zhì)的Al-空氣原電池中鋁做負極失電子發(fā)生氧化反應生成鋁離子，在碳酸氫鈉溶液中水解相互促進生成氫氧化鋁和二氧化碳；負極的電極反應式：Al－3e-＋3HCO3-＝Al（OH）3↓＋3CO2↑。

考點：考查熱化學方程式和蓋斯定律計算應用，原電池原理分析和電極反應書寫