Question

1．（1）已知：
①2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H1=-a kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H2=-b kJ•mol^-1
③CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H3=-c kJ•mol^-1
計算甲醇蒸氣的標準燃燒熱△H=-（a+$\frac{1}{2}$b-c）kJ•mol^-1
（2）利用LiOH和鈷氧化物可制備鋰離子電池正極材料．
LiOH可由電解法制備，鈷氧化物可通過處理鈷渣獲得．
①利用如圖1裝置電解制備LiOH，兩電極區電解液分別為LiOH和LiCl溶液．B極區電解液為LiOH溶液（填化學式），陽極電極反應式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，電解過程中Li⁺向B電極遷移（填“A”或“B”）．
②利用鈷渣[含Co（OH）₃、Fe（OH）₃等]制備鈷氧化物的工藝流程如圖2

Co（OH）₃溶解還原反應的離子方程式為2Co（OH）₃+4H⁺+SO₃^2-=2Co²⁺+SO₄^2-+5H₂O．

Answer 1

分析 （1）①2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₁=-akJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₂=-bkJ•mol^-1
③CO（g）+2H₂（g）═CH3OH（g）△H₃=-ckJ•mol^-1
根據蓋斯定律知，①+②×$\frac{1}{2}$-③得：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；
（2）電解制備LiOH，兩電極區電解液分別為LiOH和LiCl溶液，由圖可知，右側生成氫氣，則B中氫離子放電，可知B為陰極，在B中制備LiOH，Li⁺由A經過陽離子交換膜向B移動；A中為LiCl溶液，氯離子放電生成氯氣；
（3）Co（OH）₃溶解還原反應為Co（OH）₃、H⁺、SO₃^2-的氧化還原反應．

解答 解：（1）①2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H₁=-akJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H₂=-bkJ•mol^-1
③CO（g）+2H₂（g）═CH3OH（g）△H₃=-ckJ•mol^-1
根據蓋斯定律知，①+②×$\frac{1}{2}$-③得：CH₃OH（g）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）；
△H=-akJ•mol^-1-bkJ•mol^-1×$\frac{1}{2}$+ckJ•mol^-1=-（a+$\frac{1}{2}$b-c）kJ•mol^-1，故答案為：-（a+$\frac{1}{2}$b-c）kJ•mol^-1；
（2）電解制備LiOH，兩電極區電解液分別為LiOH和LiCl溶液，由圖可知，右側生成氫氣，則B中氫離子放電，可知B為陰極，在B中制備LiOH，B極區電解液為LiOH溶液；Li⁺由A經過陽離子交換膜向B移動；A中為LiCl溶液，氯離子放電生成氯氣，則陽極反應式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
故答案為：LiOH；2Cl^--2e^-=Cl₂↑；B；
（3）由制備流程可知，加硫酸溶解后為鐵離子，再與亞硫酸鈉發生氧化還原反應生成亞鐵離子，在浸液中通入氧氣時亞鐵離子被氧化為鐵離子，可知鐵渣中鐵元素的化合價為+3價，煅燒CoC₂O₄生成鈷氧化物和CO₂，Co（OH）₃溶解還原反應為Co（OH）₃、H⁺、SO₃^2-的氧化還原反應，其離子反應為2Co（OH）₃+4H⁺+SO₃^2-=2Co²⁺+SO₄^2-+5H₂O；
故答案為：2Co（OH）₃+4H⁺+SO₃^2-=2Co²⁺+SO₄^2-+5H₂O．

點評 本題為2015年山東高考題29題的改編，側重電化學、熱化學、物質制備及混合物分離提純的考查，把握原電池原理及制備流程中的反應為解答的關鍵．