能源、環(huán)境與生產(chǎn)生活和社會發(fā)展密切相關(guān)。
(1)工業(yè)上利用CO和H2在催化劑作用下合成甲醇:CO(g)+2H2?CH3OH(g),已知反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如表所示:
化學鍵 |
H-H |
C-O |
C≡O(shè) |
H-O |
C-H |
E/(kJ/mol) |
436 |
343 |
1076 |
465 |
413 |
則CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g) ΔH=
-99
-99
kJ?mol
-1(2)以甲醇為燃料的新型電池,其成本大大低于以氫氣為燃料的傳統(tǒng)燃料電池。圖1是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖。B極為電池
負
負
極,B極的電極反應(yīng)式為
CH3OH-6e-+3O2-=CO2+2H2O
CH3OH-6e-+3O2-=CO2+2H2O
。
(3)如圖2,其中甲池的總反應(yīng)式為:2CH
3OH+3O
2+4KOH═2K
2CO
3+6H
2O,下列說法正確的是
①乙、丙池是
電解池
電解池
裝置,丙池中石墨電極的名稱是
陽極
陽極
。
②甲池通入氧氣的電極反應(yīng)式為
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e-+2H2O=4OH-
。
③電解一段時間后,乙池中溶液的pH將
減小
減小
(填“增大”“減小”或“不變”)
④丙池中陰極上發(fā)生的電極反應(yīng)為
2H2O+2e-=H2↑+2OH-
2H2O+2e-=H2↑+2OH-
。
(4)現(xiàn)以甲醇燃料電池,采用電解法來處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr
2O
72-),實驗室利用如圖3裝置模擬該方法:
①N電極為電池的
正
正
(填“正”或“負”)極,M電極的電極反應(yīng)式為
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
。
②請闡述電解法除去含鉻廢水中鉻的原理
鐵作陽極時失去電子生成Fe2+,F(xiàn)e2+與Cr2O72-反應(yīng)生成Cr3+,陰極表面發(fā)生2H2O+2e-=H2↑+2OH-,Cr3+與OH-反應(yīng)生成Cr(OH)3沉淀,從而達到除去廢水中的鉻
鐵作陽極時失去電子生成Fe2+,F(xiàn)e2+與Cr2O72-反應(yīng)生成Cr3+,陰極表面發(fā)生2H2O+2e-=H2↑+2OH-,Cr3+與OH-反應(yīng)生成Cr(OH)3沉淀,從而達到除去廢水中的鉻
。