Question

某學(xué)習(xí)小組根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)原理設(shè)計(jì)如圖1所示轉(zhuǎn)化關(guān)系，以獲取甲醇和金屬鈦（Ti）．

回答下列問(wèn)題：
（1）在Ⅱ中利用CO和H₂可合成甲醇，理論上兩種原料的物質(zhì)的量之比為

1：2

．
（2）Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

TiO₂+2C

高溫  .

Ti+2CO↑

．
（3）上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中Ⅳ、V的目的是

提純金屬鈦

．
（4）Ⅵ中為甲醇燃料電池，其工作原理如圖2所示；
①該電池工作時(shí)，b口通入的物質(zhì)為

氧氣

．
②該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為

CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O

，
③工作一段時(shí)間后，當(dāng)9.6g甲醇完全反應(yīng)時(shí)，有

1.8

N_A個(gè)電子轉(zhuǎn)移．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)方程式確定一氧化碳和氫氣的物質(zhì)的量之比；
（2）高溫下，碳和二氧化鈦發(fā)生置換反應(yīng)；
（3）把鈦從其化合物中提煉出來(lái)；
（4）原電池放電時(shí)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)甲醇和轉(zhuǎn)移電子之間的關(guān)系式計(jì)算．

解答：解：（1）一氧化碳和氫氣反應(yīng)生成甲醇的反應(yīng)方程式為：CO+2H₂

一定條件  .

CH₃OH，根據(jù)方程式知，一氧化碳和氫氣的物質(zhì)的量之比是1：2，
故答案為：1：2；
（2）高溫下，碳和二氧化鈦反應(yīng)生成鈦和一氧化碳，反應(yīng)方程式為：TiO₂+2C

高溫  .

Ti+2CO↑，故答案為：
TiO₂+2C

高溫  .

Ti+2CO↑；
（3）其目的是把鈦從其化合物中提煉出來(lái)，即提純金屬鈦，故答案為：提純金屬鈦；
（4）①根據(jù)氫氧根離子移動(dòng)方向知，a處電極是負(fù)極，b處電極是正極，燃料電池中，投放燃料的電極是負(fù)極，投放氧化劑的電極是正極，所以b是氧氣，故答案為：氧氣；
②負(fù)極上甲醇失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O；
③根據(jù)CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O知，當(dāng)9.6g甲醇完全反應(yīng)時(shí)，電子轉(zhuǎn)移個(gè)數(shù)=

9.6g

32g/mol

×6×NA/mol=1.8N_A，
故答案為：1.8N_A．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池原理、金屬的提煉等知識(shí)點(diǎn)，注意燃料電池中電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)要結(jié)合電解質(zhì)溶液的酸堿性，為易錯(cuò)點(diǎn)．