Question

11．能源、資源問題是當前人類社會面臨的一項重大課題．
（1）直接利用物質(zhì)燃燒提供熱能在當今社會仍然占很大比重，但存在利用率低的問題．CH₄、H₂、CO、CH₃OH都是重要的能源物質(zhì)，甲烷燃燒的化學(xué)方程式為：CH₄+2O₂ $\stackrel{點燃}{→}$CO₂+2H₂O．
（2）燃料電池將能量轉(zhuǎn)化效率比直接燃燒效率高，如圖1為某種燃料電池的工作原理示意圖，a、b均為
惰性電極．

①使用時，空氣從B口通入（填“A”或“B”）；
②假設(shè)使用的“燃料”是甲醇，a極的電極反應(yīng)式為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O．
（3）鋼鐵的腐蝕現(xiàn)象非常普遍，電化學(xué)腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因，某同學(xué)按圖2進行鋼鐵腐蝕的模擬，則正極的電極反應(yīng)式為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，當導(dǎo)線中有3.01×10²³個電子流過，被腐蝕的鐵元素為14g．
[提示：電化學(xué)的總反應(yīng)式為2Fe+2H₂O+O₂=2Fe（OH）₂]
（4）海水化學(xué)資源的開發(fā)利用具有重要的意義和作用，圖是海帶中提取碘的示意圖：

①中操作的名稱是溶解、過濾；反應(yīng)②的離子方程式是H₂O₂+2I^-+2H⁺=2H₂O+I₂，下述物質(zhì)中不可做試劑③的是AC．
A．乙醇          B．苯          C．乙酸          D．四氯化碳．

Answer 1

分析 （1）甲烷燃燒生成二氧化碳和水，據(jù)此書寫化學(xué)方程式；
（2）①由電子轉(zhuǎn)移方向可知a為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)通入燃料，b為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)通入空氣；
②燃料在負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，堿性條件下生成碳酸鹽和水，結(jié)合電子守恒和電荷守恒、原子守恒配平書寫電極反應(yīng)；
（3）鋼鐵腐蝕，在電解質(zhì)溶液為中性溶液水膜時發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵做負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，雜質(zhì)碳做正極，溶液中氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合電子守恒計算；
（4）分離不溶性固體和溶液的方法是溶解、過濾，碘離子和雙氧水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘單質(zhì)和水，根據(jù)萃取劑的選取標準判斷．

解答 解：（1）甲烷燃燒生成二氧化碳和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₄+2O₂ $\stackrel{點燃}{→}$CO₂+2H₂O，
故答案為：CH₄+2O₂ $\stackrel{點燃}{→}$CO₂+2H₂O；
（2）①由電子轉(zhuǎn)移方向可知a為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)通入燃料，b為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)通入空氣，
故答案為：B；
②假設(shè)使用的“燃料”是甲醇，a極為負極，發(fā)生的電極反應(yīng)式為CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O，b為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-=CO₃^2-+6H₂O；
（3）鋼鐵腐蝕，在電解質(zhì)溶液為中性溶液水膜時發(fā)生的是吸氧腐蝕，鐵做負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為：Fe-2e^-=Fe²⁺，雜質(zhì)碳做正極，溶液中氧氣得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，電化學(xué)的總反應(yīng)式為2Fe+2H₂O+O₂=2Fe（OH）₂，當導(dǎo)線中有3.01×10²³個電子流過，電子物質(zhì)的量=$\frac{3.01×1{0}^{23}}{6.02×1{0}^{23}}$=0.5mol，被腐蝕的鐵元素為0.25mol，質(zhì)量=0.25mol×56g/mol=14g，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；  14；
（4）分離不溶性固體和溶液的方法是溶解、過濾，碘離子和雙氧水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成碘單質(zhì)和水，離子方程式為：H₂O₂+2I^-+2H⁺=2H₂O+I₂，萃取劑的選取標準為：溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度大于在原溶劑中的溶解度，兩種溶劑不能互溶，萃取劑和溶質(zhì)不反應(yīng)，乙醇和乙酸能與水互溶，所以不能作萃取劑，苯和四氯化碳符合萃取劑的選取標準，所以可以作萃取劑，故選AC，
故答案為：溶解、過濾，H₂O₂+2I^-+2H⁺=2H₂O+I₂，AC．

點評 本題考查較綜合，涉及原電池原理、電極反應(yīng)書寫方法、鋼鐵腐蝕、物質(zhì)分離、萃取劑的選取等知識點，題目難度不大，注意萃取劑的選取方法，為�？疾辄c．