Question

6．通过资源化利用的方式将CO₂转化为具有工业应用价值的产品，是一种较为理想的减排方式．
（1）图是CO₂电催化还原为CH₄的工作原理示意图．回答下列问题：
①一段时间后，②池中溶液的pH降低．  （填“升高”、“降低”或“不变”）②一段时间后，①池中n（KHCO₃）减少的原因是电解池的阴极上发生二氧化碳得电子的还原反应，即CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O，一段时间后，氢离子减小，氢氧根浓度增大，氢氧根会和①池中的碳酸氢钾反应，所以n（KHCO₃）会减小（用有关的方程式和简要的文字说明）．
③铜电极的电极反应式为CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O．
（2）高温电解技术能高效实现下面反应：+HO$\frac{\underline{\;电解\;}}{高温}$+H+O
该反应的工作原理示意如图：写出CO₂在电极a放电的反应式CO₂+2e^-═CO+O^2-．

Answer 1

分析 （1）在电解池的阳极上，是阴离子发生失电子的氧化反应，在电解池的阴极上发生二氧化碳得电子的还原反应，CO₂电催化还原为CH₄的过程CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O是一个还原反应过程，据此回答；
（2）二氧化碳、水分别在a极得到电子发生还原反应生成一氧化碳、氢气，同时生成氧离子；电极b氧离子失去电子发生氧化反应生成氧气．

解答 解：（1）在电解池的阳极上，是阴离子氢氧根离子发生失电子的氧化反应，所以酸性增强，pH一定下降，即②池中溶液的pH降低；在电解池的阴极上发生二氧化碳得电子的还原反应，即CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O，一段时间后，氢离子减小，氢氧根浓度增大，氢氧根会和①池中的碳酸氢钾反应，所以n（KHCO₃）会减小，CO₂电催化还原为CH₄的过程是一个还原反应过程，所以铜电解是电解池的阴极，铜电极的电极反应式为CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O，
故答案为：降低；电解池的阴极上发生二氧化碳得电子的还原反应，即CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O，一段时间后，氢离子减小，氢氧根浓度增大，氢氧根会和①池中的碳酸氢钾反应，所以n（KHCO₃）会减小；CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O；
（2）二氧化碳在a极得到电子发生还原反应生成一氧化碳同时生成氧离子，反应电极反应式为：CO₂+2e^-═CO+O^2-，
故答案为：CO₂+2e^-═CO+O^2-．

点评 本题考查学生电解池的工作原理知识，注意两极反应式的书写以及氧化还原反应之间的关系，注意规律的总结是关键，难度不大．