Question

2012年 12 月7日，日本發(fā)生7.3級(jí)地震，大地震引起的核泄漏陰影再次引起了人們對(duì)核能源的恐慌．各國(guó)都在尋找替代核能的新型能源，而甲醇是未來(lái)重要的綠色能源之一．
（1）在25℃、101kPa下，1mol甲醇（CH₃OH）燃燒生成CO₂和液態(tài)水時(shí)放熱725.8kJ．請(qǐng)寫(xiě)出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式：

 

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（2）直接將甲醇燃燒來(lái)利用熱能，不但損耗能源，也容易造成污染，現(xiàn)代技術(shù)可以利用甲醇設(shè)計(jì)成燃料電池，燃料電池的能量轉(zhuǎn)化形式是

 

．
（3）如圖是某種甲醇燃料電池的裝置及應(yīng)用圖，則上述裝置中b電極的名稱(chēng)是

 

，請(qǐng)寫(xiě)出a極的電極反應(yīng)式

 

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（4）右池可用于銅的電解精煉，兩極分別為粗銅和精銅，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，圖中的CuSO₄溶液的濃度將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”），該裝置中陽(yáng)極泥應(yīng)在

 

（填“c”或“d”）電極附近產(chǎn)生．

Answer 1

分析：（1）1mol甲醇完全燃燒生成液態(tài)水放出725.8kJ熱量，則2mol甲醇完全燃燒生成液態(tài)水放出1451.6 kJ熱量；
（2）燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；
（3）甲醇燃料電池中，甲醇易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則通入甲醇的電極是負(fù)極，通入氧氣的電極是正極，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
（4）電解精煉粗銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，溶解銅的質(zhì)量小于析出銅的質(zhì)量，陽(yáng)極泥在陽(yáng)極生成．

解答：解：（1）1mol甲醇完全燃燒生成液態(tài)水放出725.8kJ熱量，則2mol甲醇完全燃燒生成液態(tài)水放出1451.6 kJ熱量，則甲醇的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1451.6 kJ?mol^-1，故答案為：2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）△H=-1451.6 kJ?mol^-1；
（2）燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，屬于原電池，故答案為：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；
（3）甲醇燃料電池中，甲醇易失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則通入甲醇的電極是負(fù)極，通入氧氣的電極是正極，正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，所以b是正極，a是負(fù)極，負(fù)極上電極反應(yīng)式為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，
故答案為：正極；CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
（4）電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，陽(yáng)極上不僅銅還有其它金屬失電子，陰極上只有銅析出，則陽(yáng)極溶解銅的量小于陰極析出銅的量，所以導(dǎo)致溶液中銅離子濃度減少，陽(yáng)極泥是不溶解的金屬，所以在陽(yáng)極產(chǎn)生，
故答案為：減少；c．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原電池原理、電解原理及熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)，燃料電池中燃料所在電極為負(fù)極，氧化劑所在電極為正極，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，特別是燃料電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)，要結(jié)合電解質(zhì)溶液酸堿性書(shū)寫(xiě)，為易錯(cuò)點(diǎn)．