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    甲醇（CH3OH）是重要的能源物质，研究甲醇具有重要意义．
    （I）利用工业废气中的CO2可制取甲醇，其反应为：CO2+3H2
     催化剂 
    .
     
    CH3OH+H2O常温常压下已知下列反应的能量变化如图1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 Y2O3的ZrO2晶体，在高温下它能传导O2-离子．电池工作时正极反应式为
     
    ．
    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．
     离子  铜离子  氢离子  氯离子  硫酸根离子
     c/mol?L-1  1  4  4  1
    电解一段时间后，当两极收集到相同体积（相词条件）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Co2+氧化成Co+，然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化．实验室用图2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：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+，该过程中被氧化的元素是
     
    ，当产生标准状况下2.24LC02时，共转移电子
     
    mol．
    考点：热化学方程式,化学电源新型电池,电解原理
    专题：化学反应中的能量变化,电化学专题
    分析：（1）分析图象书写热化学方程式，结合盖斯定律计算得到；
    （2）根据原电池原理，正极O2得到电子生成负极O2-；依据电解原理和溶液中离子放电顺序，结合电子守恒和电极反应计算得到；
    （3）①通电后，将Co2+氧化成Co3+，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co2+-e-=Co3+；
    ②依据离子反应中 元素化合价变化分析，6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+．以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化，自身被还原为Co2+，依据氧化还原反应电子守恒计算电子转移．
    解答： 解：（1）图象分析书写热化学方程式为：①CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-41KJ/mol，②CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）△H=-91KJ/mol；依据盖斯定律②-①得到：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l）△H=-50KJ/mol，
    故答案为：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l）△H=-50KJ/mol；
    （2）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 Y2O3的ZrO2晶体，在高温下它能传导O2-离子，根据原电池原理，正极O2得到电子生成负极O2-：O2+4e-=2O2-，电解一段时间后，当两极收集到相同体积（相词条件）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），100ml溶液中含有c（Cu2+）=1mol/L，c（H+）=4mol/L，c（Cl-）=4mol/L，c（SO42-）=1mol/L；
    阳极氯气和阴极氢气相同，设阳极生成的氧气物质的量为x，阴极上也应生成氢气物质的量x
    阳极电极反应为：2Cl--2e-=Cl2↑，4OH--4e-=2H2O+O2↑，
               0.4mol 0.4mol 0.2mol      4x        x
    阴极电极反应为：Cu2++2e-=Cu，
             0.1mol  0.2mol  0.1mol       
          2H++2e-=H2↑；     2H++2e-=H2↑；   
        0.4mol  0.4mol   0.2mol               2x      x
    依据电子守恒0.4+4x=0.2+0.4+2x
    x=0.1mol
    阳极上收集到氧气的物质的量0.1mol；
    故答案为：O2+4e-=2O2-；0.1mol；
    （3）①通电后，将Co2+氧化成Co3+，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co2+-e-=Co3+，故答案为：Co2+-e-=Co3+；
    ②依据离子反应中 元素化合价变化分析，6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+．以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化，自身被还原为Co2+，该过程中被氧化的元素是碳元素，依据氧化还原反应电子守恒计算电子转移，产生标准状况下2.24LC02时物质的量为0.1mol，共转移电子0.6mol，故答案为：碳；0.6．
    点评：本题考查了热化学方程式书写方法和图象分析判断，原电池和电解池原理的分析应用，氧化还原反应的实质，掌握原理是解题关键，题目难度中等．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：

    下列各组离子中，一定能大量共存的是（　　）
    A、加入铝粉有氢气产生的溶液中：Na+、SO42-、C1-、K+
    B、pH=0的无色溶液中：Na+、K+、MnO4-、NO3-
    C、在0.1mol/L的盐酸溶液中：Fe2+、Na+、ClO-、Ca2+
    D、在c（H+）/c（OH-）=1×1013的溶液中：NH4+、Ca2+、C1-、K+

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    酸、碱、盐在溶液中的变化以离子的变化为特征，它们在溶液中的变化在很多领域都有广泛的应用．
    （1）在自来水生产的过程中，常用含有Fe3+的净水剂进行净水的原理是（用离子方程式表示）
     
    ．
    （2）在实验室用过量锌粒与稀硫酸反应制取氢气时，欲使产生H2的速度减慢，但又不影响生成氢气的总量，可采取的措施是
     
    （填字母）．
    a．加入少量的乙酸钠晶体              b．加入少量的硫酸铜固体
    c．加入少量的氯化铵晶体              d．降低溶液的温度
    （3）氯化银在水中存在沉淀溶解平衡．25℃时，氯化银饱和溶液的浓度是1.342×10-5 mol?L-1．25℃时，氯化银在水中的溶度积Ksp为
     
    ．将足量AgCl固体分别放入：①10mL水中；②10mL 0.1mol?L-1 NaCl溶液中；③10mL 0.1mol?L-1 BaCl2溶液中．充分搅拌后，在相同温度下所得体系中c（Ag+）最小的是
     
    （填“①”、“②”或“③”）．
    （4）在盛有0.1mol?L-1碳酸氢钠溶液的试管中滴入酚酞试液，室温时为无色，而加热时溶液变成浅红色，冷却至室温后又恢复为无色．则“冷却至室温后又恢复为无色”的原因是
     
    ．
    （5）室温下，在pH=6的氯化铵溶液中，由水电离产生的c（H+）是
     
    mol?L-1．
    （6）室温下，A、B两瓶氨水的浓度分别是1mol?L-1和0.1mol?L-1，则A、B两瓶氨水中c（OH-）之比
     
    （填“＞”、“=”或“＜”）10．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    已知A、B、C、D、E、F、G是七种原子序数依次增大的短周期元素，它们的原子结构特征或有关物质的性质等如表所示．
    元素 原子结构特征或有关物质的性质
    A 原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍
    B 其单质是空气中含量最多的物质
    C 原子的最外层电子数是其电子层数的4倍
    D 位于第ⅡA族，其原子半径比E的大
    E 是金属元素，其氧化物和氢氧化物都有两性，且与D在同一周期
    F 原子序数16，其单质在通常状况下为固体
    G 原子的最外层电子数比其次外层电子数少1个
    （1）元素A的元素符号是
     
    ．元素D在元素周期表中的位置是第
     
    周期、第ⅡA族．这七种元素中，不属于主族元素的元素的名称是
     
    ．
    （2）B原子的原子结构示意图为
     
    ．在E、F、G三种元素中，原子半径最小的是
     
    （填元素名称）．
    （3）元素A与G可形成化合物AG4，在该化合物中含有的化学键类型为
     
    ．A与氧元素可形成化合物AO2，该化合物分子的电子式为
     
    ．
    （4）在D、E、F三种元素的最高价氧化物对应的水化物中，呈碱性的是
     
    （填化学式）．
    （5）元素B能与氢元素形成化合物BH3，在通常状况下，BH3的水溶液呈
     
    （填“酸”、“碱”或“中”）性．
    （6）元素E的单质、氧化物和氢氧化物都能与NaOH溶液反应，且反应时都有盐生成，则生成的盐的化学式为
     
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    下列有关化学实验正确的是
     
    （填序号）．
    ①用点燃的方法除去CO2中的CO；
    ②除去乙酸乙酯中少量乙酸，可用饱和碳酸钠溶液洗涤、分液、干燥、蒸馏；
    ③用碱式滴定管量取20.00mL0.1000mol?L-1KMnO4溶液；
    ④配制100mL1.00mol?L-1的NaCl溶液时，可用托盘天平称取5.85g NaCl固体；
    ⑤不慎将苯酚溶液沾到皮肤上，应立即用酒精清洗；
    ⑥用瓷坩埚高温熔融Na2CO3；
    ⑦物质溶于水的过程中，一般有放热或吸热现象，因此溶解的操作不能在量筒中进行；
    ⑧浓硫酸、浓硝酸等强氧化性酸保存在带磨口玻璃塞的试剂瓶中．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    过氧化氢在二氧化锰作用下分解放出氧气的反应机理如下所示：
    ①MnO2+H2O2+2H+═Mn2++O2↑+2H2O
    ②Mn2++H2O2═MnO2+2H+?
    （1）下列说法正确的是
     
    （填序号）．
    A．H2O2在①中是氧化剂，在②中是还原剂
    B．Mn2+在①中是还原产物，在②中是氧化产物
    C．在①中每生成1molO2转移的电子数为2.408×1024??
    D．在二氧化锰催化作用下，1 mol H2O2分解生成0.5mol O2
    （2）在配平H2O2、KMnO4、H2SO4三者反应的化学方程式时，可出现多套配平系数，如：
    A.7H2O2+2KMnO4+3H2SO4═2MnSO4+6O2↑+K2SO4+10H2O
    B.5H2O2+2KMnO4+3H2SO4═2MnSO4+5O2↑+K2SO4+8H2O
    C.9H2O2+2KMnO4+3H2SO4═2MnSO4+7O2↑+K2SO4+12H2O
    用H218O2进行示踪实验（18O为示踪氧原子），证实生成的氧气全部是18O2，根据这一事实回答下列问题：
    ①H2O2仅作还原剂的化学方程式是
     
    （填“A”、“B”或“C”）．
    ②H2SO4在上述反应中表现的性质是
     
    （填编号）．
    A．酸性
    B．氧化性
    C．吸水性
    D．脱水性
    ③研究三个化学方程式中各组系数的变化规律，写出符合该规律的一个新的化学方程式：
     
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    下列各组离子在给定条件下一定能大量共存的是（　　）
    A、无色溶液中：K+、Na+、MnO4-、SO42-
    B、含有大量NO3-的溶液中：NH4+、I-、SO42-、H+
    C、加入Al能放出H2的溶液中：Cl-、SO42-、NO3-、Mg2+
    D、在c（H+）=1.0×10-13mol?L-1的溶液中：Na+、SO42-、AlO-2、K+

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    2A（g）═2B（g）+C（g）△H＞0，达平衡时，要使V正降低，应采取（　　）
    A、加压B、减压
    C、升温D、加入催化剂

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    现有某混合物的水溶液，含有以下离子中的若干种：Na+、NH4+、Cl-、Ba2+、HCO3-、SO42-，取该溶液分别进行如下实验：
    ①取100mL，加足量NaOH溶液，加热，收集到标准状况下的气体448mL
    ②另取100mL，加足量Ba（OH）2溶液，得到沉淀4.30g，再用足量盐酸洗涤，干燥后，沉淀质量为2.33g
    （1）溶液中一定含有离子及可能含离子有
     
    ．
    （2）计算原溶液中一定存在的各阴离子的物质的量浓度．

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