（1）以天然气为原料经由合成气（CO、H2）制化学品是目前天然气转化利用的主导技术路线，甲烷的部分氧化的热化学反应式如下：2CH4（g）+O2（g）═2CO（g）+4H2（g）；△H=-71.2kJ•mol-1．有

Question

（1）以天然气为原料经由合成气（CO、H₂）制化学品是目前天然气转化利用的主导技术路线，甲烷的部分氧化的热化学反应式如下：
2CH₄（g）+O₂ （g）═2CO （g）+4H₂（g）；△H=-71.2kJ•mol^-1．
有研究认为甲烷部分氧化的机理如下：
①CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）；△H₁=-890.3kJ•mol^-1
②CH₄（g）+CO₂（g）=2CO（g）+2H₂（g）；△H₂=+247.3kJ•mol^-1
③CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）；△H₃=______ 250.3kJ•mol^-1
（2）电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法．实验室模拟该方法设计的装置如图所示．

①图中燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，以甲烷为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料为电极．下列物质可用做电池中熔融碳酸盐的是______（填字母）． A．MgCO₃  B．Na₂CO₃  C． NaHCO₃ D．（NH₄）₂CO₃
②电解前污水的pH为5.0～6.0，电解一段时间可形成此金属氢氧化物胶体而使污水净化，电解池阳极反应式是______和4OH^--4e^-→2H₂O+O₂↑，则阳极产物相互反应生成某金属氢氧化物胶体的离子方程式是______．
③根据图示信息，已知正极的电极反应式是O₂+2CO₂+4e^-=2CO₃^2-，则电池负极反应式是______．
④实验过程中，测得电解池阴极产生44.8L气体（标况），该气体把悬浮物带到水面形成浮渣层，同时在电池的负极通入16.8LCH₄（标况），则该电浮选凝聚装置的能量利用率为______．_2
422^-1

₄₂₂₂₁^-1
₄₂₂₂^-1
₄₂₂₃^-1


_3233423
^--_22
22^-₃^2-
₄

Answer 1

（1）①CH₄4（g）+2O₂2（g）=CO₂2（g）+2H₂2O（g）；△H₁1=-890.3kJ•mol^-1-1
②CH₄4（g）+CO₂2（g）=2CO（g）+2H₂2（g）；△H₂2=+247.3kJ•mol^-1-1
③2CH₄4（g）+O₂2 （g）═2CO （g）+4H₂2（g）；△H=-71.2kJ•mol^-1-1．
CH₄4（g）+H₂2O（g）=CO（g）+3H₂2（g）；△H₃3=
根据盖斯定律，利用题干所给的热化学方程式，结合盖斯定律计算，[③×2-（①+②）]×(1)/(2)得到CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）；△H₃=+250.3KJ/mol；
故答案为：+250.3；
（2）①燃料电池中，正极上氧化剂氧气得电子和二氧化碳发生还原反应生成碳酸根离子，电极反应式为O₂+4e^-+2CO₂=2CO₃^2-；熔融碳酸盐性质要稳定，高温时不能分解生成其它物质，
A．MgCO₃高温下分解生成氧化镁和二氧化碳而得不到碳酸根离子，故错误；   
B．Na₂CO₃性质较稳定，熔融状态下只发生电离而不发生分解反应，故正确；  
C．NaHCO₃性质不稳定，易分解而得不到碳酸根离子，故错误；
D．（NH₄）CO₃性质不稳定，易分解而得不到碳酸根离子，故错误；
故选B；
 ②阳极上Fe失电子生成亚铁离子，阴极上生成氢氧根离子，电解反应为：2Fe-4e^-═2Fe²⁺，阳极附近生成亚铁离子被氧化为铁离子，反应生成胶体Fe（OH）₃；离子反应方程式为：4Fe²⁺+O₂+10H₂O═4Fe（OH）₃（胶体）+8H⁺；
故答案为：2Fe-4e^-═2Fe²⁺；4Fe²⁺+O₂+10H₂O═4Fe（OH）₃（胶体）+8H⁺；
③燃料电池中甲烷在负极失电子发生 氧化反应在碱溶液中生成碳酸盐，电极反应式为：CH₄+4CO₃^2-→5CO₂+2H₂O+8e^-；
故答案为：CH₄+4CO₃^2-→5CO₂+2H₂O+8e^-；
④实验过程中，测得电解池阴极产生44.8L气体（标况）物质的量为2mol，2H⁺+2e^-=H₂↑，电子转移4mol，该气体把悬浮物带到水面形成浮渣层，同时在电池的负极通入16.8LCH₄（标况）物质的量=(16.8L)/(22.4L/mol)=0.75mol，CH₄+4CO₃^2-→5CO₂+2H₂O+8e^-，电子转移0.75mol×8=6mol，则该电浮选凝聚装置的能量利用率(4mol)/(6mol)×100%=66.7%；
故答案为：66.7%． (1)/(2)111222得到CH₄4（g）+H₂2O（g）=CO（g）+3H₂2（g）；△H₃3=+250.3KJ/mol；
故答案为：+250.3；
（2）①燃料电池中，正极上氧化剂氧气得电子和二氧化碳发生还原反应生成碳酸根离子，电极反应式为O₂2+4e^--+2CO₂2=2CO₃3^2-2-；熔融碳酸盐性质要稳定，高温时不能分解生成其它物质，
A．MgCO₃3高温下分解生成氧化镁和二氧化碳而得不到碳酸根离子，故错误；   
B．Na₂2CO₃3性质较稳定，熔融状态下只发生电离而不发生分解反应，故正确；  
C．NaHCO₃3性质不稳定，易分解而得不到碳酸根离子，故错误；
D．（NH₄4）CO₃3性质不稳定，易分解而得不到碳酸根离子，故错误；
故选B；
 ②阳极上Fe失电子生成亚铁离子，阴极上生成氢氧根离子，电解反应为：2Fe-4e^--═2Fe²⁺2+，阳极附近生成亚铁离子被氧化为铁离子，反应生成胶体Fe（OH）₃3；离子反应方程式为：4Fe²⁺2++O₂2+10H₂2O═4Fe（OH）₃3（胶体）+8H⁺+；
故答案为：2Fe-4e^--═2Fe²⁺2+；4Fe²⁺2++O₂2+10H₂2O═4Fe（OH）₃3（胶体）+8H⁺+；
③燃料电池中甲烷在负极失电子发生 氧化反应在碱溶液中生成碳酸盐，电极反应式为：CH₄4+4CO₃3^2-2-→5CO₂2+2H₂2O+8e^--；
故答案为：CH₄4+4CO₃3^2-2-→5CO₂2+2H₂2O+8e^--；
④实验过程中，测得电解池阴极产生44.8L气体（标况）物质的量为2mol，2H⁺++2e^--=H₂2↑，电子转移4mol，该气体把悬浮物带到水面形成浮渣层，同时在电池的负极通入16.8LCH₄4（标况）物质的量=(16.8L)/(22.4L/mol)=0.75mol，CH₄+4CO₃^2-→5CO₂+2H₂O+8e^-，电子转移0.75mol×8=6mol，则该电浮选凝聚装置的能量利用率(4mol)/(6mol)×100%=66.7%；
故答案为：66.7%． (16.8L)/(22.4L/mol)16.8L16.8L16.8L22.4L/mol22.4L/mol22.4L/mol=0.75mol，CH₄4+4CO₃3^2-2-→5CO₂2+2H₂2O+8e^--，电子转移0.75mol×8=6mol，则该电浮选凝聚装置的能量利用率(4mol)/(6mol)×100%=66.7%；
故答案为：66.7%． (4mol)/(6mol)4mol4mol4mol6mol6mol6mol×100%=66.7%；
故答案为：66.7%．