Question

據(jù)新浪網(wǎng)報道：2010年8月19日在東川“味永佳”餐館吃過晚飯的6個人，兩天后卻相繼躺到了省紅會醫(yī)院的病床上，診斷均為甲醇中毒．甲醇是一種無色、透明、易燃、易揮發(fā)的有毒液體，略有酒精氣味，誤飲5～10毫升能雙目失明，大量飲用會導致死亡．
（1）CH₃OH是一種可燃性的液體．
已知：①CH₃OH（g）+H₂O（I）=CO₂（g）+3H₂（g）；△H=+93.0kJ?mol^-1
②CH₃OH（g）+

1

2

2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂（g）；△H=-192.9kJ?mol^-1
③CH₃OH（g）=CH₃OH（I）；△H=-38.19kJ?mol^-1
則表示CH₃OH的燃燒熱的熱化學方程式為

CH₃OH（l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-726.51kJ?mol^-1

．
（2）燃料電池是符合綠色化學理念的新型發(fā)電裝置，CH₃OH-空氣燃料電池是一種堿性（20%～30%的KOH溶液）燃料電池．電池放電時，負極的電極反應(yīng)式為

CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O

．
（3）如圖是一個電解過程示意圖，假設(shè)使用CH₃OH-空氣燃料電池作為本過程中的電源，其中a為電解液，X和Y是兩塊電極板．
①若X和Y均為惰性電極，a為飽和食鹽水，電解可制備“84”消毒液．通電時陽極產(chǎn)生的氣體被溶液完全吸收，若所得消毒液僅含一種溶質(zhì)，電解的總化學方程式是

NaCl+H₂O

電解  .

NaClO+H₂↑

．
②若X和Y均為惰性電極，a為一定濃度的硫酸銅溶液，通電后，Y極板上發(fā)生的電極反應(yīng)式為

4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O

．
③若X、Y分別為石墨和銅，a為CuSO₄溶液，銅片的質(zhì)量變化128g，則CH₃OH-空氣燃料電池理論上消耗標準狀況下的空氣

112

L（假設(shè)空氣中氧氣體積分數(shù)為20%）．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律計算；
（2）負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；
（3）①用惰性電池電解氯化鈉溶液，陰極上氫離子放電生成氫氣，陽極上氯離子放電生成氯氣，氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉和氯化鈉，氯化鈉又被循環(huán)利用；
②若X和Y均為惰性電極，a為一定濃度的硫酸銅溶液，通電后，Y極即陽極上氫氧根離子放電；
③根據(jù)轉(zhuǎn)移電子相等計算需要空氣的體積．

解答：解：（1）由②×3-①×2-③后再移項整理得，CH₃OH （l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-726.51 kJ?mol^-1，
故答案為：CH₃OH （l）+

3

2

O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；△H=-726.51 kJ?mol^-1；
（2）燃料電池中，負極上甲醇失電子發(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）①用惰性電池電解氯化鈉溶液，陰極上氫離子放電生成氫氣，陽極上氯離子放電生成氯氣，氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉和氯化鈉，氯化鈉繼續(xù)被電解，最終溶液中的溶質(zhì)只有次氯酸鈉，所以反應(yīng)的生成物是次氯酸鈉和氫氣，則電池反應(yīng)式為：NaCl+H₂O

電解  .

NaClO+H₂↑，
故答案為：NaCl+H₂O

電解  .

NaClO+H₂↑；
②若X和Y均為惰性電極，a為一定濃度的硫酸銅溶液，通電后，Y極即陽極上氫氧根離子放電生成氧氣，所以Y極上電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，
故答案為：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O；
③若X、Y分別為石墨和銅，a為CuSO₄溶液，電解硫酸銅溶液時，銅電極上銅失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，當銅片的質(zhì)量變化128g，失去電子的物質(zhì)的量=

128g

64g/mol

×2=4mol，
1mol氧氣生成-2價氧元素得到4mol電子，則需要空氣的體積=

4mol 4 ×22.4L/mol

20%

=112L，
故答案為：112．

點評：本題考查了蓋斯定律、原電池和電解池原理，明確原電池和電解池中放電順序及串聯(lián)電路中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等即可解答，難度中等．