Question

国际社会发出落实《巴黎协定》，推动绿色低碳转型，构建人类命运共同体的积极信号。生态工业和循环经济成为综合解决人类资源、环境和经济发展的一条有效途径。

（1）水是“生命之基质”，是“永远值得探究的物质”。

以铂阳极和石墨阴极设计电解池，通过电解NH₄HSO₄溶液产生(NH₄)₂S₂O₈，再与水反应得到H₂O₂，其中生成的NH₄HSO₄可以循环使用。

①阳极的电极反应式是__。

②制备H₂O₂的总反应方程式是__。

（2）CO₂的资源化利用能有效减少CO₂排放，充分利用碳资源。

CO₂催化加氢合成二甲醚是一种CO₂转化方法，其过程中主要发生下列反应：

反应Ⅰ：CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g)    ΔH=41.2kJ·mol⁻¹

反应Ⅱ：2CO₂(g)+6H₂(g)=CH₃OCH₃(g)+3H₂O(g)    ΔH=-122.5kJ·mol⁻¹

在恒压、CO₂和H₂的起始量一定的条件下，CO₂平衡转化率和平衡时CH₃OCH₃的选择性随温度的变化如图。其中：

CH₃OCH₃的选择性=×100％

①温度高于300℃，CO₂平衡转化率随温度升高而上升的原因是__。

②220℃时，在催化剂作用下CO₂与H₂反应一段时间后，测得CH₃OCH₃的选择性为48%（图中A点）。不改变反应时间和温度，一定能提高CH₃OCH₃选择性的措施有__。

废物再利用。如图装置加以必要的导线连接后达到利用粗铜精炼目的。

①A烧杯是__(填“电解池”或“原电池”)。

②其中Zn接B烧杯中的__，（填“粗铜”或“纯铜”），B烧杯中应该盛__溶液。

③分别写出石墨棒和纯铜棒的电极反应式

石墨棒：___，

纯铜棒：__。

Answer

2HSO4-－2e-=S2O82−＋2H+(或2SO42-－2e-=S2O82−) 2H2OH2O2＋H2↑ 反应Ⅰ的ΔH＞0，反应Ⅱ的ΔH＜0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度 增大压强，使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂 原电池 纯铜 CuSO4（或其它易溶性的铜盐） 2H++2e-=H2↑ Cu2++2e-=Cu

【解析】

(1)①电解NH4HSO4溶液得过硫酸铵，电解反应方程式为：2NH4HSO4(NH4)2S2O8＋H2↑，阳极上SO42−被氧化生成S2O82−，溶液呈酸性，电极反应为2HSO4-－2e-=S2O82−＋2H+(或2SO42-－2e-=S2O82−)，故答案为：2HSO4-－2e-=S2O82−＋2H+(或2SO42-－2e-=S2O82−)；

②通过电解NH4HSO4溶液产生(NH4)2S2O8，再与水反应得到H2O2，其中生成的NH4HSO4可以循环使用，电解NH4HSO4溶液得过硫酸铵，电解反应方程式为：2NH4HSO4(NH4)2S2O8＋H2↑，(NH4)2S2O8溶液送往水解器中减压水解、蒸发，蒸出过氧化氢的水溶液，剩余溶液流到阴极室再循环使用，说明(NH4)2S2O8水解生成双氧水和硫酸氢铵，反应方程式为(NH4)2S2O8＋2H2O＝2NH4HSO4＋H2O2，则制备H2O2的总反应方程式是2H2OH2O2＋H2↑，故答案为：2H2OH2O2＋H2↑；

(2)①温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是反应Ⅰ的△H＞0，反应Ⅱ的△H＜0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度或反应Ⅰ为吸热，反 应Ⅱ为放热，温度高于300℃时，以反应Ⅰ占主导，故答案为：反应Ⅰ的ΔH＞0，反应Ⅱ的ΔH＜0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度；

②220℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%，不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有增大压强、使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂，故答案为：增大压强，使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂；

(3)①A烧杯含有两个活泼性不同的电极，有自发的氧化还原反应，形成了闭合回路，存在电解质溶液，属于原电池装置，B烧杯就存在了外加电源，属于电解装置，达到粗铜精炼的目的，故答案为：原电池；

②电解精炼铜时，粗铜做阳极，与电源的正极相连，纯铜做阴极，与电源的负极相连；电解质溶液必须是含有铜离子的可溶性的盐，如硫酸铜溶液或其它易溶性的铜盐等，故答案为：纯铜；CuSO4(或其它易溶性的铜盐)；

③石墨棒是原电池的正极，发生电极反应为：2H＋＋2e−＝H2↑；纯铜棒是电解池的阴极，电极反应为：Cu2＋＋2e−＝Cu，故答案为：2H＋＋2e−＝H2↑；Cu2＋＋2e−＝Cu。