Question

（1）甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料，通过下列反应来制备甲醇。

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)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为 。

（2）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co2+氧化成Co3+，然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用右图装置模拟上述过程：

①写出阳极电极反应式 。

②写出除去甲醇的离子方程式 。

（3）写出以NaHCO3溶液为介质的Al—空气原电池的电极负极反应式，负极: 。

 

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】

试题分析：（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，则依据盖斯定律Ⅰ+Ⅱ得到CH4（g）+H2O（g）=CH3OH （g）+H2（g）△H=+77．0 kJ?mol-1；

（2）①通电后，将Co2+氧化成Co3+，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co2+-e-=Co3+；

②以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化，自身被还原为Co2+，结合原子守恒与电荷守恒可知，还原生成H+，配平书写离子方程式为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+；

（3）以NaHCO3溶液为介质的Al-空气原电池中铝做负极失电子发生氧化反应生成铝离子，在碳酸氢钠溶液中水解相互促进生成氢氧化铝和二氧化碳；负极的电极反应式：Al－3e-＋3HCO3-＝Al（OH）3↓＋3CO2↑。

考点：考查热化学方程式和盖斯定律计算应用，原电池原理分析和电极反应书写