Question

乙醇汽油是一種由糧食及各種植物纖維加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源．按照我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，乙醇汽油是用90%的普通汽油與10%的乙醇調(diào)和而成．
（1）由糧食或各種植物纖維可得到葡萄糖，寫出葡萄糖制得乙醇的化學(xué)方程式：

 

．
（2）在常溫常壓下，1g C₂H₅OH完全燃燒生成CO₂和液態(tài)H₂O時(shí)放出29.71kJ熱量，表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

 

．
（3）如圖是一個(gè)乙醇燃料電池工作時(shí)的示意圖，乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極，一個(gè)是鐵電極，工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少，請(qǐng)回答下列問題：
①加入乙醇的Pt電極的電極反應(yīng)式為

 

．
②在工作過程中，乙池中兩電極均收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下224mL氣體時(shí)，甲池中理論上消耗氧氣的體積為

 

mL（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）；若此時(shí)乙池溶液體積為200mL，則乙池中溶液的pH為

 

．
③若要使②中乙池的溶液完全恢復(fù)到起始狀態(tài)，可向乙池中加入

 

（填代號(hào)）
A．0.01mol Cu         B．0.01mol CuO       C．0.01mol Cu（OH）₂
D．0.01mol CuCO₃      E．0.01mol CuSO₄ F．0.005mol Cu₂（OH）₂CO₃．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)電源新型電池,熱化學(xué)方程式,電解原理,葡萄糖的性質(zhì)和用途

專題：氧化還原反應(yīng)專題,有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)

分析：（1）葡萄糖反應(yīng)生成乙醇和二氧化碳；
（2）1g乙醇的物質(zhì)的量=

1

46

mol，1gC₂H₅OH燃燒生成CO₂和液態(tài)H₂O時(shí)放出29.71kJ熱量，1mol乙醇完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出的熱量是1366.7kJ，據(jù)此寫出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式；
（3）堿性乙醇電池為原電池，通入乙醇的電極是負(fù)極，通入氧氣的電極是正極，乙池有外接電源，屬于電解池，根據(jù)圖片知，N是陽(yáng)極，M是陰極，工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少，則M電極是鐵，N電極是石墨，結(jié)合電子轉(zhuǎn)移的物質(zhì)的量的判斷進(jìn)行計(jì)算；

解答： 解：（1）葡萄糖在催化劑條件下反應(yīng)生成乙醇和二氧化碳，其反應(yīng)方程式為：C₆H₁₂O₆

催化劑

2C₂H₅OH+2CO₂↑；
故答案為：C₆H₁₂O₆

催化劑

2C₂H₅OH+2CO₂↑；
（2）1g乙醇的物質(zhì)的量=

1

46

mol，1gC₂H₅OH燃燒生成CO₂和液態(tài)H₂O時(shí)放出29.71kJ熱量，1mol乙醇完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出的熱量是1366.7kJ，所以其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1366.7kJ/mol，
故答案為：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1366.7kJ/mol；
（3）①乙醇電極上乙醇失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為：C₂H₅OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O，
故答案為：C₂H₅OH-12e^-+16OH^-=2CO₃^2-+11H₂O；
②N是陽(yáng)極，析出的是氧氣，則其n（O₂）=

0.224L

22.4L/mol

=0.01mol，則轉(zhuǎn)移電子為0.04mol，
甲池中通入氧氣的一極為正極，反應(yīng)式為2O₂+8H⁺+8e^-=4H₂O，則消耗n（O₂）=

1

4

×0.04mol=0.01mol，
V（O₂）=0.01mol×22.4L/mol=0.224L=224ml；
乙池中的電解反應(yīng)為：2Cu²⁺+2H₂O

電解  .

2Cu+4H⁺+O₂↑，+2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑，兩電極均收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下224mL氣體，則電解硫酸銅時(shí)生成的氧氣為112ml，其物質(zhì)的量為：0.005mol；所以電解生成的氫離子為0.005mol×4=0.02mol，所以氫離子的濃度是0.1mol/L，所以溶液的pH=1，
故答案為：0.224，1；
③乙池中的電解反應(yīng)為：2Cu²⁺+2H₂O

電解  .

2Cu+4H⁺+O₂↑，+2H₂O

電解  .

2H₂↑+O₂↑，反應(yīng)生成氧氣和氫氣均為0.01mol，Cu為0.01mol；若要使②中乙池的溶液完全恢復(fù)到起始狀態(tài)，需加入的物質(zhì)含有0.02molH原子、0.02molO原子和0.01molCu原子，所以可加0.01mol Cu（OH）₂；
故答案為：C．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱化學(xué)方程式的書寫，原電池和電解池原理，側(cè)重于學(xué)生的分析能力的考查，注意把握原電池和電解池的工作原理以及電極方程式的書寫，電子守恒在計(jì)算中的應(yīng)用，學(xué)習(xí)中注意相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的積累，難度中等．