Question

【题目】氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。

（1）已知：①CH3OH(l)+O2(g )= CO(g)+2H2O(g) △H= - 354.8 kJ·mol-1

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H= -566.0 kJ·mol-1

③H2O(g) = H2O(l) △H= -44.0 kJ·mol-1

请写出甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式：______________________________。

（2）某实验小组利用H2（g）、O2（g）、KOH（aq）设计成电池装置（装置Ⅰ），通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。

①装置Ⅰ中，a口通入的气体为____________（填“H2”或“O2”），放电时，溶液中的K+向______极移动（填“正”或“负”），该电池负极的电极反应式为______________________。

②装置Ⅱ中，溶液c可选用________________溶液。

若电镀结束后，装置Ⅱ中Fe电极的质量改变了12.8g，则装置Ⅰ中理论上消耗氧气的体积为________L（标准状况下）

Answer 1

【答案】 2CH3OH(l)+3O2(g )=2 CO2(g)+4H2O(l) △H=-1451.6 kJ·mol-1 O2 正 H2－2e－＋2OH－===2H2O CuSO4 2.24

【解析】(1)①CH3OH(l)+O2(g)═CO(g)+2H2O(g)△H=-354.8kJmol-1，②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g) △H=-566.0kJmol-1，③H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0kJmol-1，根据盖斯定律，将①×2+②+③×4得到2CH3OH(l)+3O2(g )=2 CO2(g)+4H2O(l)，所以该反应的△H=(-354.8kJ/mol)×2 +(-566.0kJ/mol) +(-44.0kJ/mol)×4=- 1451.6kJmol-1，即2CH3OH(l)+3O2(g )=2 CO2(g)+4H2O(l) △H=-1451.6kJmol-1，故答案为：2CH3OH(l)+3O2(g )=2 CO2(g)+4H2O(l)△H=-1451.6kJmol-1；

(2)①根据图示，装置I为氢氧燃料电池，装置II为电解池，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜，则铁作阴极，即b为负极，则b极上通入氢气，a口通入氧气；放电时，溶液中的K+向正极移动，负极的电极反应式为H2－2e－＋2OH－=2H2O，故答案为：O2；正；H2－2e－＋2OH－===2H2O；

②装置Ⅱ为电镀池，实现铁棒上镀铜，溶液c可选用硫酸铜溶液，电镀结束后，Fe电极的质量改变了12.8g，为析出的铜，物质的量为=0.2mol，转移0.4mol电子，则装置Ⅰ中理论上消耗氧气0.1mol，标准状况下的体积为2.24L，故答案为：CuSO4；2.24。