问题 问答题

Ⅰ.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:

CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ•mol-1

CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H=-129.0kJ•mol-1

(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+作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.实验室用如图装置模拟上述过程:

①完成除去甲醇的离子方程式(方框内填化学式,横线上填计量数):______Co3++CH3OH+H2O═______+______Co2++______

②若如图装置中的电源为甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池,则电池负极的电极反应式:______.

Ⅱ.(1)NH4Cl溶液呈酸性的原因是(用离子反应方程式表示)______.

(2)25℃时,将pH=x氨水与pH=y的硫酸(且x+y=14,x>11)等体积混合后,所得溶液中各种离子的浓度关系正确的是______.

A.c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) B.c(NH4+)>c(SO42-)>c(OH-)>c(H+

C.c(NH4+)+c(H+)>c(SO42-)+c(OH-)D.c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-

答案

(1)①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ/mol

②CO(g)+2 H2(g)=CH3OH(g)△H=+129.0 kJ/mol

将方程式①-②得CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+206.0kJ/mol-(-129.0kJ/mol)=+77.0 kJ/mol,

故答案为:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0 kJ/mol;

(2)①甲醇被氧化生成二氧化碳,Co3+被还原生成Co2+,溶液呈酸性,则生成物中含有氢离子,所以该反应离子方程式为6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+

故答案为:6;CO2↑;6;6H+

②正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,电极反应式为O2+H2O+4e-═4OH-,负极是甲醇失电子在建溶液中生成碳酸钾,

故答案为:CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;

Ⅱ、(1)氯化铵溶液中铵根离子水解溶液呈酸性,反应的离子方程式为:NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+,故答案为:NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+

(2)X+Y=14,常温下某氨水的pH=X,则氨水中c(OH-)=10 X-14mol/L,某硫酸的pH=Y,硫酸中c(H+)=10-Ymol/L,所以氨水中c(OH-)等于硫酸中c(H+),一水合氨是弱电解质,硫酸是强电解质,所以氨水浓度大于硫酸,二者等体积混合,氨水过量,溶液呈碱性,

A.二者混合时,氨水过量,所以溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),故A错误;

B.二者混合时,氨水过量,所以溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒得c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),所以2c(SO42-)<c(NH4+),离子浓度大小为c(NH4+)>c(SO42-)>c(OH-)>c(H+),故B正确;

C.任何溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒得根据电荷守恒得c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),c(NH4+)+c(H+)>c(SO42-)+c(OH-),故C正确;

D.二者混合时,氨水过量,所以溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒得c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),所以2c(SO42-)<c(NH4+),故D错误;

故答案为:BC.

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单项选择题 A3/A4型题