Question

能源短缺是人类社会面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．（1）工业上一般

能源短缺是人类社会面临的重大问题．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：反应I：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）反应II：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）上述反应符合“原子经济”原则的是______（填“I”或“Ⅱ”）．（2）已知在常温常压下：①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-1275.6kJ/mol②2CO （g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ/mol③H2O（g）=H2O（l）△H=-44.0kJ/mol则CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=______（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置．①该电池负极的电极反应为______．②工作一段时间后，测得溶液的pH______（填增大、不变、减小）．③用该电池作电源，组成如图所示装置（a、b、c、d均为石墨电极），甲容器装250mL0.04mol/L CuSO4溶液，乙容器装300mL饱和NaCl溶液，写出c电极的电极反应______，常温下，当300mL乙溶液的pH为13时，断开电源，则在甲醇电池中消耗O2的体积为______mL（标准状况），电解后向甲中加入适量下列某一种物质，可以使溶液恢复到原来状态，该物质是______（填写编号）．A．CuO B．CuCO3　　 C．Cu（OH）2　　　D．Cu2（OH）2CO3

Answer 1

（1）反应中只产生目标产物不产生副产物的符合原子经济，所以反应I符合原子经济，故选I；
（2）将方程式

①?②+4③

2

CH₃OH（l）+O₂（g）=CO（g）+2H₂O（l）△H=

(?1275.6kJ/mol)?(?566.0kJ/mol)+4(?44.0kJ/mol)

2

=-442.8 kJ∕mol，故答案为：-442.8 kJ∕mol；
（3）①负极上甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水，电极反应式为CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O，故答案为：CH₃OH+8OH^--6e^-=CO₃^2-+6H₂O；
②该电池反应式为2CH₃OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+4H₂O，该反应中KOH参加反应导致溶液中氢氧根离子浓度减小，则溶液的pH减小，故答案为：减小；
③c电极上氯离子放电生成氯气，电极反应式为2Cl^--2e^-=Cl₂↑，乙中电池反应式为2NaCl+2H₂O=2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，溶液中生成n（NaOH）=0.1mol/L×0.3L=0.03mol，转移电子的物质的量=0.03mol，串联电路中转移电子相等，所以消耗氧气体积=

0.03mol

4

×22.4L/mol=168mL；甲中阳极上氢氧根离子放电生成氧气、阴极上铜离子放电生成铜，
n（CuSO₄）=0.25L×0.04mol/L=0.01mol，铜离子完全放电时转移电子0.02mol＜0.03mol，所以阴极上还有部分氢气生成，所以相当于析出CuO和水，可以加入CD使溶液恢复原状，故选CD，
故答案为：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；168；CD．