Question

（1）甲烷作為一種新能源在化工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，高爐冶鐵過(guò)程中，甲烷在催化反應(yīng)室中產(chǎn)生水煤氣（CO和H₂）還原氧化鐵，有關(guān)反應(yīng)為：CH₄（g）+CO₂（g）═2CO（g）+2H₂（g）；△H=+260kJ?mol^-1
已知：2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H=-566kJ?mol^-1則CH₄與O₂反應(yīng)生成CO和H₂的熱化學(xué)方程式為：

 

．
（2）“神舟九號(hào)”飛船電源系統(tǒng)共有3種，分別是太陽(yáng)能電池帆板、鎘鎳蓄電池和應(yīng)急電池．緊急狀況下，應(yīng)急電池會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，工作原理為Zn+Ag₂O+H₂O 

放電

充電

 2Ag+Zn（OH）₂，其負(fù)極的電極反應(yīng)式為

 

．
若用上述應(yīng)急電池電解200mL含有0.1mol?L^-1 NaCl和0.1mol?L^-1 CuSO₄的混合溶液（電極均為惰性電極），當(dāng)消耗1.3g鋅時(shí)，陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體為

 

（填化學(xué)式）．溶液PH為

 

？

Answer 1

考點(diǎn)：熱化學(xué)方程式,化學(xué)電源新型電池

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）熱化學(xué)方程式要標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)，并且焓變的符號(hào)和單位要正確，依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律含義計(jì)算，將方程式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與O₂反應(yīng)生成CO和H₂的熱化學(xué)方程式．
（2）該電池中Zn失電子為負(fù)極，負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn+2OH^--2e^-=Zn（OH）₂；正極是Ag₂O，正極的電極反應(yīng)式為Ag₂O+H₂O+2e^-=2Ag+2OH^-，據(jù)此解答；由離子放電順序可知，電解0.1mol/LCuSO₄溶液200ml，陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣，氫氧根離子是水電離產(chǎn)生，剩余氫離子，依據(jù)電極反應(yīng)和電子守恒分析判斷．

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，
將方程式2×①+②得：2CH₄（g）+O₂（g）═2CO（g）+4H₂（g）△H=+46kJ?mol^-1 ，
故答案為：2CH₄（g）+O₂（g）═2CO（g）+4H₂（g）△H=+46kJ?mol^-1 ．
（2）該電池中Zn失電子為負(fù)極，負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn+2OH^--2e^-=Zn（OH）₂，由離子放電順序可知，電解0.1mol/LCuSO₄溶液200ml，陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣，氫氧根離子是水電離產(chǎn)生，剩余氫離子，1.3gZn反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為：

1.3g

65g/mol

×2=0.04mol，依據(jù)電極反應(yīng)和電子守恒分析，4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，轉(zhuǎn)移0.04mol電子，消耗0.04mol氫氧根離子，生成0.04mol氫離子，氫離子濃度為：

0.04mol

0.2L

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

點(diǎn)評(píng)：本題考查了太陽(yáng)能電池中能量轉(zhuǎn)化、電極反應(yīng)式書(shū)寫(xiě)、電解原理、pH計(jì)算，題目難度中等．