二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料气,其储运、燃烧安全性、理论燃烧温度等性能指标均优于液化石油气,也可用作燃烧电池,具有很好的发展前景.
(1)已知H2、CO和CH3OCH3的燃烧热(ΔH)分别为-285.5kJ/mol、-283kJ/mol和-1460.0kJ/mol,则工业上利用水煤气成分按1:1合成二甲醚的热化学方程式为:3H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)ΔH=-245.5kJ•mol-13H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)ΔH=-245.5kJ•mol-1.
(2)工业上采用电浮远凝聚法处理污水时,保持污水的pH在5.0,通过电解生成Fe(OH)3胶体,吸附不溶性杂质,同时利用阴极产生的H2,将悬浮物带到水面,利于除去.实验室以二甲醚燃料电池模拟该方法设计的装置如图所示:

①乙装置以熔融碳酸盐为电解质,稀土金属材料为电极.写出该燃料电池的正极电极反应式O2+4e-+2CO2=2CO32-O2+4e-+2CO2=2CO32-;下列物质可用做电池熔融碳酸盐的是BB.
A.MgCO3 B.Na2CO3 C.NaHCO3 D.(NH4)2CO3
②写出甲装置中阳极产物离子生成Fe(OH)3沉淀的离子方程式4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+.
③已知常温下Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,电解一段时间后,甲装置中c(Fe3+)=4.0×10-11mol/L4.0×10-11mol/L.
④已知:H2S的电离平衡常数:K1=9.1×10-8、K2=1.1×10-12;H2CO3的电离平衡常数:K1=4.31×10-7、K2=5.61×10-11.测得电极上转移电子为0.24mol时,将乙装置中生成的CO2通入200mL 0.2mol/L的Na2S溶液中,下列选项正确的是BCEBCE
A.发生反应的离子方程式为:CO2+S2-+H2O═CO32-+H2S
B.发生反应的离子方程式为:CO2+S2-+H2O═HCO3-+HS-
C.c(Na+)═2[c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)]
D.c(Na+)+c(H+)═2c(CO32-)+2c(S2-)+c(OH-)
E.c(Na+)>c(HCO3-)>c(HS-)>c(OH-)
【答案】3H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)ΔH=-245.5kJ•mol-1;O2+4e-+2CO2=2CO32-;B;4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3↓+8H+;4.0×10-11mol/L;BCE
【解答】
【点评】
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(1)图1的四个过程中能量转化形式有
A.2种 B.3种 C.4种 D.4种以上
(2)电解过程要消耗大量的电能,而使用微生物作催化剂在阳光下也能分解水.
2H2O(1)2H2(g)+O2(g)△H 1 2H2O(1)通电2H2(g)+O2(g)△H2光照催化剂
以上反应的△H1
(3)已知H2O(l)→H2O(g)△H=+44kJ.mol-1,依据图2能量变化写出氢气燃烧生产液态水的热化学方程式
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