天壹名校联盟2023年下学期高二期末(1月)地理答案
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21.(12分)甲醇是一种重要的化工原料，具有开发和应用的广阔前景。(1)已知甲醇燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理：①CH3OH(g)+H2O(g)-CO2(g)+3H2(g)△H=49.0kJ·mol-②CH,0H(g)+20,(g)C0,(g)+2H,(g)△H=-192.9k·mo1又知：③H2O(g)—H2O(1)△H=-44kJ·mol-1则表示甲醇摩尔燃烧焓的热化学方程式为如图所示，其中甲池的总反应式为2CH3OH+3O2+4KOH一2K2CO3+6H2O,完成下列问题：CH,OH石墨AgPt电极电极KOH溶液过量CuSO,溶液MgCL,溶液甲池乙池丙池(2)甲池燃料电池的负极反应为(3)写出乙池中电解总反应的化学方程式：(4)甲池中消耗224mL(标准状况下)O2,此时丙池中理论上最多产生g沉淀，此时乙池中溶液的体积为400mL,该溶液中的c(H+)=(5)若以该甲醇燃料电池为电源，用石墨作电极电解200L含有如下离子的溶液。离子Cu2+H+CISO-c/(mol·L-1)0.5220.5电解一段时间后，当两极收集到相同体积（相同条件）的气体时（忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象)，电路中转移的电子的物质的量是mol。【答案】(1)CH,0H(g)+0,(g)C0,(g)+2H,0D△H=-764.7W·mol(2)CH,OH-6e-+80H--CO+6H2O(3)2CuS0,+2H,0电解2Cu十2H,S0,+0,+(4)1.160.1mol·L-1(5)0.8【解析】(1)根据盖斯定律可知，②×3一①X2十③X2即得到表示甲醇摩尔燃烧焓的热化学方程式CH,OH(g)+0,(g)C0,(g)+2H,0)△H=-764.7kJ·mol-1。(2)甲池燃料电池中通入甲醇的电极是负极，则负极反应为CH3OH一6e十8OHCO号十6H2O。(3)乙池是电解池，石墨电极和电源正极相连，氢氧根离子在阳极放电，银电极是阴极，铜离子放电，则电解总反应的化学方程式为2CuS0,十2H,0电解2Cu+2H,S0,+0,+。应的化学方程式为2CuS0,十2H,0电解2Cu+2H,S0,+0,+。(4)甲池中消耗224mL(标准状况下)O2,氧气的物质的量是0.01mol,转移0.04mol电子，丙中得到的沉淀是氢氧化镁，根据得失电子守恒可知形成0.02ol氢氧化镁，则此时丙池中理论上最多产生沉淀的质量是0.02mol×58g·mol1=1.16g,产生氢离子0.04m0l,因此该溶液中的c(H+)=0.04m0l=0.1m0l·L。0.4L(5)溶液中n(Cu2+)=0.2L×0.5mol·L-1=0.1mol,n(H+)=0.2L×2mol·L-1=0.4mol,n(C1-)=0.2LX2mol·L-1=0.4mol,开始阶段，阴极电极反应为Cu2+十2eCu,阳极电极反应为2Cl-一2eC12个，电解一段时间后，两极收集到相同体积（相同条件）的气体，则阴极还发生反应2H+十2一H2个，阳极还发生反应4OH一4e一2HO十O2个，阳极生成氯气0.2mol,假设生成的氧气为xmol,则阴极生成的氢气为(x十0.2)mol,根据得失电子守恒，则0.1mol×2+(x十0.2)molX2=0.2molX2+xmol×4,解得x=0.1,故电路中转移的电子的物质的量是0.1mol×2十(0.1十0.2)mol×2=0.8mol。
20.某钠-空气水电池的充、放电过程原理示意图如图所示。下列说法正确的是Na'0NaOH年钠箔Na"0催化剂非水系溶液Na*导体0.1 mol.L-!NaOH溶液碳纸A.放电时，Na+向负极移动B.放电时，电子由钠箔经导线流向碳纸C.充电时，当有0.1mole通过导线时，钠箔质量减少2.3gD.充电时，碳纸与电源负极相连，电极反应式为4OH一4e—2H2O十O2↑【答案】B【解析】由图可知，放电时，钠箔为原电池的负极，钠失去电子发生氧化反应生成钠离子，电极反应式为N一e一Na+,碳纸为正极，氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为O2十4e十2H2O一4OH；充电时，钠箔与电源负极相连，作电解池的阴极，碳纸与电源正极相连，作电解池的阳极。放电时，阳离子向原电池的正极移动，则钠离子向正极移动，故A错误；放电时，电子由负极经导线流向正极，由分析可知，钠箔为原电池的负极，碳纸为正极，则放电时，电子由钠箔经导线流向碳纸，故B正确；由分析可知，充电时，钠箔与电源负极相连，作电解池的阴极，电极反应式为Na+十e一Na,则当有0.1mol电子通过导线时，钠箔质量增加2.3g,故C错误；由分析可知，充电时，碳纸与电源正极相连，作电解池的阳极，故D错误。*用间接电化学法对大气污染物NO进行无害化处理，其原理如图所示，质子膜允许H+和H2O通过。下列有关说法正确的是S,ON质子膜PbPb电极I电极Ⅱ塔Na,SO,溶液电解池NO-HSOA.电极I为电解池的阳极，吸收塔内发生的反应为2NO+2S2O+2H2O一N2+4HSOB.电解池中的质子运动方向：左室→质子膜→右室C.吸收塔中每处理1 mol NO,右室会生成11.2LO2D.电极Ⅱ发生的反应为4OH-一4e—O2个十2H2O【答案】D【解析】HSO3在电极I上转化为S2O,过程中S的化合价降低，得到电子发生还原反应，则电极I为阴极，电极反应为2HSO5+2e+2H+-S2O-十2H2O,电极Ⅱ为阳极，电极反应为4OH一4e—O2个+2H2O,电解池中阳离子向阴极移动，则电解池中H+通过质子膜向电极I处移动，处理NO时，产生的HSO进入电解池，O2逸出电解池，S2O足流出电解池，向吸收塔中通入NO和S2O发生离子反应，生成N2和HSO,所以吸收塔中发生反应的方程式为2NO+2S2O?+2H2O一N2+4HSO。电极I中HSO5→S2O为还原反应，电极I为电解池的阴极，故A错误；电极I是阴极，电极Ⅱ是阳极，电解池中阳离子向阴极移动，所以质子的移动方向是右室→质子膜→左室，故B错误；吸收塔中每处理1 mol NO,转移电子的物质的量为2mol,则生成0.5molO2,标准状况下为11.2L,但选项没有注明温度和压强，故C错误；电极Ⅱ是阳极，水电离出的氢氧根离子被氧化生成氧气，发生的反应为4OH一4e一O2个+2H2O,故D正确。
