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    甲醇（）是重要的能源物质，研究甲醇具有重要意义。
    （1）利用工业废气中的可制取甲醇，其反应为：
    常温常压下已知下列反应的能量变化如图所示：

    写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式：                               
                                            。
    （2）为提高甲醇燃料的利用率，科学家发明了一种燃料电池，电池的一个电极通入空气，另一个电极通入甲醇气体，电解质是掺入了的 晶体，在高温下它能传导离子。电池工作时正极反应为                                                               。
    若以该电池为电源，用石墨做电极电解100mL含有如下离子的溶液。

    电解一段时间后，当两极收集到相同体积（相同条件）的气体时（忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象）阳极上收集到氧气的物质的量为       mol。
    （3）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：通电后将氧化成，然后以做氧化剂把水中的甲醇氧化成而净化。实验室用下图装置模拟上述过程：
    ①写出阳极电极反应式                    ；
    ②除去甲醇的离子反应为：，该过程中被氧化的元素是            ，当产生标准状况下2.24L时，共转移电子      mol。
    （1）（2分）
    （2） （2分）  0.1（2分）
    （3）①（2分） ②C或碳（2分）  0.6（2分）

    试题分析：（1）左图中转化为时能量变化为－41 Kl·mol－1，右图中转化为时能量变化为：419 Kl·mol－1—510 Kl·mol－1= －9Kl·mol－1，则由二氧化碳和氢气制备甲醇的能量变化为－41 Kl·mol－1+（－9Kl·mol－1）=—50 Kl·mol－1
    （2）为提高甲醇燃料的利用率，在燃料电池的一个电极通入空气，此时空气作为正极，而甲醇气体作为负极，正极反应式为：。当两极收集到相同体积（相同条件）的气体时，说明电解过程分别产生了O2、Cl2、H2，则此时阳极上收集到氧气的物质的量为0.1mol。
    （3）由题意，通电后将氧化成说明所在的电极为阳极，则阳极反应式为：，CH3OH作为阴极，被氧化，其中被氧化的是甲醇中的C元素，当产生标准状况下2.24L时，说明共产生了0.1mol，则共转移电子0.6 mol。
    点评：将有机化合物制作成相应的燃料电池，符合绿色化学与可持续发展理念，此种类型的题目为高考重要考点，体现了化学与生活息息相关，也加强了学生的化学设计与探究意识。
    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

    痛风是关节炎反复发作及产生肾结石为特征的一类疾病，关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠（NaUr）晶体，有关平衡如下：
    ①HUr（尿酸，aq）?Ur-（尿酸根，aq）+H+（aq）　（37℃时，Ka=4.0×10-6）
    ②NaUr（s）?Ur-（aq）+Na+（aq）
    （1）37°时，1.0L水中可溶解8.0×10-3mol尿酸钠，此温度下尿酸钠的Ksp为______．
    （2）关节炎发作大都在脚趾和手指的关节处，这说明温度降低时，反应②的Ksp______（填“增大”、“减小”或“不变”），生成尿酸钠晶体的反应是______（填“放热”或“吸热”）反应．
    （3）37℃时，某病人尿液中尿酸分子和尿酸根离子的总浓度为2.0×10-3mol?L-1，其中尿酸分子的浓度为5.0×10-4mol?L-1，该病人尿液的c（H+）为______，PH______7（填“＞”、“=”或“＜”）．

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

    新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液(滴有几滴酚酞)电解实验，如图所示。

    回答下列问题：
    (1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为________________________ 、________________________。
    (2)闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中a电极上得到的是________；电解过程中________极(填“a”或“b”)附近会出现红色。电解氯化钠溶液的总化学方程式为________________________。将a、b两极的产物相互反应可得到“84”消毒液的有效成分NaClO，特殊情况下可用“84”消毒液吸收SO2，反应的离子方程式为________________________。
    (3)若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上最多能产生的氯气体积为________L(标准状况)。

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    Al-AgO 电池性能优越，可用作水下动力电源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为：2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O，则下列说法正确的是
    A．AgO/Ag电极是负极
    B．当电极上析出1.08 g Ag时，电路中转移的电子为0.02mol
    C．Al电极的反应式为：Al—3e－+4OH－= AlO2－+2H2O
    D．在电解质溶液中OH－由Al电极移向AgO/Ag电极

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

    一个完整的氧化还原反应方程式可以拆写成两个“半反应式”，一个是“氧化反应式”，一个是“还原反应式”。如2Fe3+ ＋ Cu ==2Fe2+＋Cu2+，可拆写为氧化反应式：Cu－2e－ ==Cu2+，还原反应式：2Fe3+ ＋ 2e－ ="=" 2Fe2+。并由此实现了化学能与电能的相互转化。据此，回答下列问题：
    （1）将反应Zn ＋ 2H+ = Zn2+ ＋ H2↑拆写为两个“半反应式”：其中，氧化反应为：                          。
    （2）由题（1）反应，设计成原电池如图所示：

    若电极a为Zn ，电极b可选择材料：         （只填一种）；电解质溶液甲是        ；电极b处的电极反应式：                   。
    （3）由反应2H2 + O2 2H2O ，设计出以稀硫酸为电解质溶液的燃料电池，其电极反应式为：负极                       ，正极                       。

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

    （8分）铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，电池总反应式为：
    Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O
    放电时正极的电极反应式是________________；电解液中H2SO4的浓度将变________；当外电路通过1 mol电子时，理论上负极板的质量增加______g，消耗H2SO4物质的量________ mol。

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

    天然气(主要成分是甲烷)是一种清洁、高效的能源，现在许多城市家庭用于厨房使用的燃料已经由煤气(主要成分是H2和CO按体积比1︰1混合的气体混合物)换成了天然气；此外天然气也是很好的燃料电池的燃料，甲烷在燃料电池中的能量转换率可达到85%—90%。请回答下列问题：
    （1）以甲烷、空气为反应物，KOH溶液作电解质溶液构成燃料电池，则负极反应式为：            。随着反应的不断进行溶液的pH       (填“增大”“减小”或“不变”)。
    （2）如果以该燃料电池为电源、石墨作两极电解饱和食盐水，则该电解过程中阳极反应式为：             ；如果电解一段时间后NaCl溶液的体积为1L，溶液的pH为12，则理论上消耗甲烷在标准状况下的体积为：     mL。
    （3）将（2）中电解结束后的溶液取出，向其中加入含有Mg2+和Fe2+的溶液甲，Mg(OH)2和Fe(OH)2同时生成，已知Mg(OH)2和Fe(OH)2在该温度下的溶度积常数分别是2×10—11和8×10—16，则甲溶液中Mg2+和Fe2+的浓度之比为：          。

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    右图为铅蓄电池的示意图。下列说法正确的是
    A．放电时，N为负极，其电极反应式为： PbO2+SO42－+4H＋+2e－=PbSO4+2H2O
    B．放电时，c(H2SO4)不变，两极的质量增加
    C．充电时，阳极反应式为：PbSO4+2e－= Pb+SO42－
    D．充电时，若N连电源正极，则该极生成PbO2

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

    （6分）下图为氢氧燃料电池的示意图：

    ⑴若以稀硫酸为电解液，则a极为___   _极。
    ⑵若以KOH溶液作电解液，则b极上的电极反应式为_______________________，放电一段时间后电解液的pH将________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

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