Question

據新浪網報道：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，負極的電極反應式為

CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O

．
（3）如圖是一個電解過程示意圖，假設使用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．通電時陽極產生的氣體被溶液完全吸收，若所得消毒液僅含一種溶質，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（假設空氣中氧氣體積分數為20%）．

Answer 1

分析：（1）根據蓋斯定律計算；
（2）負極上燃料失電子發(fā)生氧化反應；
（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根據轉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，電極反應式為：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，最終溶液中的溶質只有次氯酸鈉，所以反應的生成物是次氯酸鈉和氫氣，則電池反應式為：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，當銅片的質量變化128g，失去電子的物質的量=

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電路中轉移電子數相等即可解答，難度中等．