Question

【題目】按要求對下圖中兩極進行必要的聯(lián)接并填空：

（1）在A圖中，使銅片上冒H2氣泡。請加以必要聯(lián)接__________（在答題卡的圖中畫線），則聯(lián)接后的裝置叫_________。電極反應(yīng)式：鋅板：____________________；銅板：___________。

（2）在B圖中（a、b均為惰性電極），使a極析出銅，則b析出____________。加以必要的聯(lián)接后，該裝置叫___________。電極反應(yīng)式：a極：___________________________b極：____________________________。經(jīng)過一段時間后，停止反應(yīng)并攪均溶液，溶液的pH值________________（升高、降低、不變），加入一定量的____________后，溶液能恢復(fù)至與電解前完全一致。

（3）工業(yè)上利用甲烷和氧氣直接氧化制取甲醇的反應(yīng)如下：

CH4+O2（g） ==== CH3OH（g） △H=-128.5kJ/mol

副反應(yīng)有：CH4（g）+O2（g） ==== CO（g）+2H2O（g） △H=a kJ/mol

CH4（g）+2O2（g） ==== CO2（g）+2H2O（g） △H=b kJ/mol

CH4（g）+O2（g） ==== HCHO（g） +H2O（g） △H=c kJ/mol

甲醇與氧氣反應(yīng)生成HCHO（g）和水蒸汽的熱化學(xué)方程式為_____________________。

Answer 1

【答案】 原電池 Zn-2e- =Zn2＋ 2H＋ ＋2e-＝H2↑ O2 電解池 Cu2＋＋2e- =Cu 4OH――4e－＝O2↑＋2H2O 降低 CuO或者CuCO3 CH3OH（g）+1/2O2（g）→HCHO（g）+H2O（g） △H =（c +128.5）kJ·mol-1

【解析】（1）A圖中，Cu與硫酸不反應(yīng)，無氫氣產(chǎn)生，現(xiàn)在要使銅上產(chǎn)生H2氣體，必須形成原電池，讓銅作正極，溶液中的H+在銅上得到電子，生成H2。連接的裝置如右圖： ；此裝置叫做原電池；鋅做負(fù)極失去電子，電極方程式為：Zn-2e- =Zn2＋；銅作正極，溶液中的氫離子得到電子生成H2，電極方程式為：2H＋＋2e-＝H2↑。

（2）B圖中，a、b均為惰性電極，不參與反應(yīng)，則此裝置必為電解池，a極析出銅，則a極為陰極，電極方程式為：Cu2＋＋2e- =Cu ；b極為陽極，溶液中的OH-失去電子生成O2，發(fā)生的電極反應(yīng)式為：4OH――4e－＝O2↑＋2H2O。由于OH-失去電子生成O2，OH-濃度減小，導(dǎo)致H+濃度增大，溶液的酸性增強，pH值降低。由上分析可知：陽極析出O2，陰極析出Cu，溶液中生成HNO3 ，若要使溶液恢復(fù)至與電解前完全一致，則可以加入CuO或CuCO3 與生成的HNO3 反應(yīng)，使生成的HNO3消耗掉，同時生成電解時消耗的Cu2+和H2O 。故答案依次為： O2 、電解池、Cu2＋＋2e- =Cu、 4OH――4e－＝O2↑＋2H2O、 降低、 CuO或者CuCO3

（3）根據(jù)蓋斯定律，幾個熱化學(xué)方程式相加減可得到要求的新的熱化學(xué)方程式。先寫出要求的化學(xué)方程式，再將新的化學(xué)方程式與已知的化學(xué)方程式對比做出判斷。要求的化學(xué)方程式為：CH3OH（g）+1/2O2（g）=HCHO（g）+H2O（g），與上面的方程式對比發(fā)現(xiàn)，只要將已知的第四個熱化學(xué)方程式減去第一個熱化學(xué)方程式即可得到要求的化學(xué)方程式，同時反應(yīng)熱也相減，故要求的熱化學(xué)方程式的反應(yīng)熱為c kJ/mol-（-128.5kJ/mol）=（c +128.5）kJ·mol-1。答案為：CH3OH（g）+1/2O2（g）=HCHO（g）+H2O（g） △H =（c +128.5）kJ·mol-1