目前工业上利用CO2来生产燃料甲醇,可将CO2变废为宝.

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  • 解题思路:I.根据盖斯定律结合已知热化学方程式构建目标方程式再计算反应热;

    II.(1)甲装置中能自发的发生氧化还原反应是一个燃料电池;乙有外加电源,所以是电解池.

    (2)根据得失电子判断正负极,根据外加电源判断阴阳极.

    (3)氧气在正极上得电子;Fe为阴极,阴极上银离子得电子;

    (4)依据电子守恒和电解的实质写出化学方程式;

    (5)根据电解方程式计算生成的氢离子的物质的量和浓度;根据得失电子数相等找出银与氧气的关系式,然后计算

    I.已知常温常压下:

    ①CH3OH(l)+O2(g)═CO(g)+2H2O(g)△H=-354.8kJ/mol

    ②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566kJ/mol

    根据目标方程式,改写方程式①和②,把方程式①反写乘以2,再把方程②反写,然后二者相加,即得到目标方程,所以△H=-△H1×2-△H2=+1275.68kJ/mol,

    故答案为:+1275.68;

    II.(1)甲装置中能自发的发生氧化还原反应是一个燃料电池,所以甲是把化学能转变为电能的装置,是原电池;乙有外加电源,所以是电解池;

    故答案为:原电池;电解池;

    (2)根据2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知,CH3OH发生氧化反应,所以该电极是负极,O2 发生还原反应,所以该电极是正极;石墨与原电池的正极相连,所以B石墨电极是阳极.

    故答案为:负极;阳极;

    (3)根据2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O知,CH3OH发生氧化反应,所以该电极是负极,O2 得电子和水反应生成氢氧根离子,发生还原反应,所以该电极是正极;石墨与原电池的正极相连,所以石墨电极是阳极该电极上发生氧化反应,电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-;铁电极是阴极,该电极上银离子得电子发生还原反应,电极反应为:4Ag++4e-=4Ag;

    故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;4Ag++4e-=4Ag;

    (4)乙池中离子放电顺序为:阳离子 Ag+>H+,阴离子OH->NO3 -,阴极电极反应为:O2+2H2O+4e-=4OH-;阳极电极反应为:4Ag++4e-=4Ag;依据电子守恒和电解的实质写出化学方程式:4AgNO4+2H2O

    通电

    .

    4Ag+O2↑+4HNO3

    故答案为:4AgNO4+2H2O

    通电

    .

    4Ag+O2↑+4HNO3

    (5)乙池中A(Fe)极是阴极,阴极的质量增加5.40g是银,其物质的量为[5.4g/108g/mol]=0.05mol,

    由4AgNO4+2H2O

    通电

    .

    4Ag+O2↑+4HNO3

    得生成的硝酸为0.05mol,则氢离子为0.05mol,其浓度为:[n/V]=[0.05mol/0.5L]=0.1mol/L,所以pH=1;

    根据得失电子数相等,氧气与银的关系式为:

    O2--------4Ag

    22.4L 4mol

    VL 0.05mol

    则V=0.28L=280ml

    故答案为:1;280.

    点评:

    本题考点: 用盖斯定律进行有关反应热的计算;原电池和电解池的工作原理.

    考点点评: 本题考查了盖斯定律的应用、原电池和电解池的工作原理的应用,主要考查了是电池判断、电极判断,电解方程式的书写、电子守恒的应用等,题目难度中等.