题目内容
【题目】以甲醇为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题：
（1）B极上的电极反应式为___________________________。
（2）若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解硫酸铜溶液，则电解时阳极的反应式为_______________________________________，当阳极收集到11.2L（标准状况）气体时，消耗甲醇的质量为__________克(保留两位有效数字)，若要使溶液复原，可向电解后的溶液中加入的物质有 ___________。
（3）目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。
①上图示意用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。若用上述甲醇燃料电池进行电解，则电解池的电极a接甲醇燃料电池的________极（填A或B），写出阳极产生ClO2的电极反应式：__________。
②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL（标准状况）时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为_________mol。
【答案】3O2-+CH3OH-6e-=CO2+2H2O 2H2O-4e-=4H++O210.67CuO或CuCO3A 4OH-+Cl--5e- =ClO2+2H2O0.01
【解析】
（1）由阴离子移动方向可知B为负极，负极发生氧化反应，甲醇被氧化生成二氧化碳和水，电极方程式为3O2-+CH3OH-6e-=CO2+2H2O，故答案为：3O2-+CH3OH-6e-=CO2+2H2O；（2）用惰性电解硫酸铜溶液时，阳极为水电离的OH-放电，电极反应式为：2H2O-4e-=4H++O2，当阳极产生11.2L气体时，转移的电子为11.2L÷22.4L/mol×4=2mol，由电子守恒可得甲醇的质量为2mol÷6×32g/mol=10.67g，在电解硫酸铜溶液的过程中，阴极析出铜，阳极析出氧气，若要使溶液复原，根据原子守恒可知应向溶液中加入CuO或CuCO3，故答案为：2H2O-4e-=4H++O2、10.67、CuO或CuCO3；（3）①根据钠离子的移动方向可知a极为电解池的阳极，与电源的正极相连接，故接A极，在阳极为氯离子放电，且生成物为ClO2，则电极反应为：4OH-+Cl--5e- =ClO2+2H2O，故答案为：A、4OH-+Cl--5e- =ClO2+2H2O；②H＋在阴极上放电产生氢气，转移电子的物质的量n(e－)＝2n(H2)＝2×(0.112 L÷22.4 L·mol－1)＝0.01 mol，则在内电路中移动的电荷为0.01 mol，每个Na＋带一个单位的正电荷，则通过的Na＋为0.01 mol，故答案为：0.01。
