Question

（1）甲烷作为一种新能源在化工领域应用广泛，高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气（CO和H₂）还原氧化铁，有关反应为：CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）；△H=+260kJ?mol^-1
已知：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H=-566kJ?mol^-1则CH₄与O₂反应生成CO和H₂的热化学方程式为：

 

．
（2）“神舟九号”飞船电源系统共有3种，分别是太阳能电池帆板、镉镍蓄电池和应急电池．紧急状况下，应急电池会自动启动，工作原理为Zn+Ag₂O+H₂O 

放电

充电

 2Ag+Zn（OH）₂，其负极的电极反应式为

 

．
若用上述应急电池电解200mL含有0.1mol?L^-1 NaCl和0.1mol?L^-1 CuSO₄的混合溶液（电极均为惰性电极），当消耗1.3g锌时，阳极产生的气体为

 

（填化学式）．溶液PH为

 

？

Answer 1

考点：热化学方程式,化学电源新型电池

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）热化学方程式要标明物质的聚集状态，并且焓变的符号和单位要正确，依据热化学方程式和盖斯定律含义计算，将方程式CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=260kJ?mol^-1①；
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ?mol^-1②，
2×①+②得CH₄与O₂反应生成CO和H₂的热化学方程式．
（2）该电池中Zn失电子为负极，负极电极反应式为Zn+2OH^--2e^-=Zn（OH）₂；正极是Ag₂O，正极的电极反应式为Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，据此解答；由离子放电顺序可知，电解0.1mol/LCuSO₄溶液200ml，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，氢氧根离子是水电离产生，剩余氢离子，依据电极反应和电子守恒分析判断．

解答： 解：（1）CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）△H=+260kJ?mol^-1①；
2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H=-566kJ?mol^-1②，
将方程式2×①+②得：2CH₄（g）+O₂（g）═2CO（g）+4H₂（g）△H=+46kJ?mol^-1 ，
故答案为：2CH₄（g）+O₂（g）═2CO（g）+4H₂（g）△H=+46kJ?mol^-1 ．
（2）该电池中Zn失电子为负极，负极电极反应式为Zn+2OH^--2e^-=Zn（OH）₂，由离子放电顺序可知，电解0.1mol/LCuSO₄溶液200ml，阳极上氢氧根离子放电生成氧气，氢氧根离子是水电离产生，剩余氢离子，1.3gZn反应，转移电子物质的量为：

1.3g

65g/mol

×2=0.04mol，依据电极反应和电子守恒分析，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，转移0.04mol电子，消耗0.04mol氢氧根离子，生成0.04mol氢离子，氢离子浓度为：

0.04mol

0.2L

=0.2mol/L，pH=0.7，故答案为：Zn-2e^-+2OH^-=Zn（OH）₂；O₂；0.7．

点评：本题考查了太阳能电池中能量转化、电极反应式书写、电解原理、pH计算，题目难度中等．