Question

【题目】(1) ①某燃料电池以二甲醚为原料，熔融碳酸盐为电解质，其负极反应如下：CH3OCH3＋6CO32-－12e－===8CO2＋3H2O。写出该燃料电池的正极反应式：_____________。

②废水中含甲醇对水质会造成污染，Co3＋可将甲醇氧化为CO2。某同学以Pt作电极电解酸性含甲醇废水与CoSO4混合液模拟工业除污原理，其阳极反应式为________________________。

③用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子数为______________。

(2) 某同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应式为___________________________。此时通过阴离子交换膜的离子数_________ (填“大于”、“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。

②制得的氢氧化钾溶液从出口_______(填“A”、“B”、“C”或“D”)导出。

Answer 1

【答案】 2CO2＋O2＋4e－===2CO Co2＋－e－===Co3＋ 0.4NA 4OH－－4e－===2H2O＋O2↑ 小于 D

【解析】(1) 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：2CO2＋O2＋4e－===2CO，因此，本题正确答案为：2CO2＋O2＋4e－===2CO；

②通电后，将Co2+氧化成Co3+，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应式为Co2＋－e－===Co3＋ ，因此，本题正确答案为：Co2＋－e－===Co3＋。

③用惰性电极电解硫酸铜溶液，化学方程是为：2CuSO4+2H2O==2Cu+2H2SO4+O2↑，从溶液中出来的是Cu和O2,加入CuO可恢复，但是题干中说的是加入0.1 mol Cu(OH)2后恰好恢复，说明电解到最后，出来的是H2和O2，即相当于电解水，方程式为：2H2O=2H2↑+O2↑，加入的0.1 mol Cu(OH)2相当于0.1molCu,0.1mol H2和0.1molO2，其中Cu和H2是还原产物，O2为氧化产物，则电解过程中转移的电子数为0.14NA=0.4 NA

(2) ①电解时，阳极失去电子发生氧化反应，溶液中氢氧根离子的放电能力大于硫酸根离子的放电能力，所以阳极上氢氧根离子失去电子生成水和氧气4OH－－4e－===2H2O＋O2↑；

阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，阴极氢离子放电，因此钠离子向阴极移动，所以通过相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数。

②氢氧化钾在阴极生成，所以在D口导出，因此，本题正确答案为：D。