Question

18．请回答下列问题：
（1）高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气（CO和H₂）还原氧化铁，有关反应为：
CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=+260kJ•mol^-1
已知：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ•mol^-1
则CH₄与O₂反应生成CO和H₂的热化学方程式为2CH₄（g）+O₂（g）=2CO（g）+4H₂（g）△H=-46kJ•mol^-1；
（2）钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的1/4．
钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀，该腐蚀过程中的电极反应式．
正极：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；负极：Fe-2e^-=Fe²⁺．

Answer 1

分析 （1）已知：①CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=+260kJ•mol^-1，
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ•mol^-1，
根据盖斯定律①×2+②可得；
（2）钢铁发生吸氧腐蚀，负极上Fe失电子发生氧化反应，正极上氧气得电子发生还原反应．

解答 解：（1）已知：①CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=+260kJ•mol^-1，
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ•mol^-1，
根据盖斯定律①×2+②可得：2CH₄（g）+O₂（g）=2CO（g）+4H₂（g）△H=-46kJ•mol^-1；
故答案为：2CH₄（g）+O₂（g）=2CO（g）+4H₂（g）△H=-46kJ•mol^-1；
（2）钢铁发生吸氧腐蚀，正极上氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，负极上Fe失电子发生氧化反应，电极反应式为Fe-2e^-=Fe²⁺，
故答案为：正极：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；负极：Fe-2e^-=Fe²⁺．

点评 本题考查了盖斯定律和金属的吸氧腐蚀，题目较简单，有利于学生巩固基础．