Question

20．在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H₂O-CO₂混合气体制备H₂和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示．阴极的反应式是：H₂O+2e^-═H₂↑+O^2-，CO₂+2e^-═CO+O^2-；阳极的反应式是：2H₂O-4e^-═O₂↑+4H⁺．总反应可表示为：H₂O+CO₂$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂+CO+O₂．

Answer 1

分析 电解池阴极发生还原反应，阳极发生氧化反应，阴极反应式和阳极反应联立消去电子可以得到总反应方程式，根据反应物结合化合价的变化分析．

解答 解：电解池阴极发生还原反应，电解H₂O-CO₂混合气体制备H₂和CO，阴极：水中的氢原子得到电子生成氢气，H₂O+2e^-═H₂↑+O^2-，二氧化碳得到电子生成一氧化碳，CO₂+2e^-═CO+O^2-，电解池阳极发生氧化反应，电解H₂O-CO₂混合气体制备H₂和CO，阳极：水失去电子生成氧气气，2H₂O-4e^-═O₂↑+4H⁺，总反应为：H₂O+CO₂$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂+CO+O₂，
故答案为：H₂O+2e^-═H₂↑+O^2-，CO₂+2e^-═CO+O^2-；2H₂O-4e^-═O₂↑+4H⁺；H₂O+CO₂$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H₂+CO+O₂．

点评 本题考查电解知识，为高频考点，侧重于考查学生的综合运用能力，注意基础知识的积累掌握，掌握电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应为解答关键．题目难度中等，是中档题．