问题 问答题

甲醇是一种燃料,也可以作为燃料电池的原料.

(1)已知在常温常压下:

①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H1=-1275.6KJ/mol

②2CO (g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-566.0KJ/mol

③H2O(g)=H2O(l)△H3=-44.0KJ/mol

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:______;

(2)甲醇直接燃烧会产生一定的污染,某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图1所示的电池装置,则电池正极的电极反应式:______,该电池工作时,溶液中的OH-向______极移动,该电池工作一段时间后,测得溶液的pH减小,则该电池总反应的离子方程式为______;

(3)甲醇对水质会造成一定的污染,用如图2所示的电化学法可消除这种污染,原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂再把水中的甲醇氧化成CO2而净化.则用该装置净化含10mol甲醇的水,转移电子数为______.

答案

(1)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ/mol

②2CO (g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol

③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol

利用盖斯定律将

①-②
2
+③可得:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol,

故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ/mol;
(2)碱性甲醇燃料电池中,负极发生氧化反应,电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-+=CO32-+6H2O,正极发生还原反应,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,该电池工作时,溶液中的OH-向负极移动,则总反应式为2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O,

故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;负;2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O;
(3)甲醇氧化成CO2,C元素的化合价升高+6价,则10mol甲醇失去60mol电子,转移的电子数为60NA,故答案为:60NA

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