Question

【題目】SO2、CO、CO2、NOx是對環(huán)境影響較大的幾種氣體，對它們的合理控制和治理是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑。

（1）利用電化學(xué)原理將CO、SO2轉(zhuǎn)化為重要化工原料，裝置如圖所示：

①若A為CO，B為H2，C為CH3OH，則通入CO的一極電極反應(yīng)式 。

②若A為SO2，B為O2，C為H2SO4，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為 。

③若A為NO2，B為O2，C為HNO3，則負(fù)極的電極反應(yīng)式為 。

（2）碳酸鹽燃料電池，以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物為電解質(zhì)，操作溫度為650 ℃，在此溫度下以鎳為催化劑，以煤氣（CO、H2的體積比為1∶1）直接做燃料，其工作原理如圖所示。

①電池負(fù)極反應(yīng)式為 。

②以此電源電解足量的硝酸銀溶液，若陰極產(chǎn)物的質(zhì)量為21.6 g，則陽極產(chǎn)生氣體標(biāo)準(zhǔn)況下體積為 L。電解后溶液體積為2 L，溶液的pH約為 。

Answer 1

【答案】

（1）①CO+4e-+4H+=CH3OH；

②SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；

③NO2-e-+H2O=NO3-+2H+；

（2）①CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O；②1.12；1。

【解析】

試題分析：（1）①燃料電池中，通入氧化劑的電極是正極、通入還原劑的電極是負(fù)極，該反應(yīng)中C元素化合價由+2價變?yōu)?/span>-2價、H元素化合價由0價變?yōu)?/span>+1價，所以CO是氧化劑，則通入CO的電極為正極，電極方程式為CO+4 e-+4H+=CH3OH，故答案為：CO+4e-+4H+=CH3OH；

②若A為SO2，B為O2，C為H2SO4，負(fù)極上二氧化硫失電子和水反應(yīng)生成硫酸根離子和氫離子，電極反應(yīng)式為SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，故答案為：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；

③若A為NO2，B為O2，C為HNO3，則正極發(fā)生還原反應(yīng)，氧氣得電子生成水，電極方程式為O2+4e-+4H+═2H2O，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為NO2-e-+H2O=NO3-+2H+，故答案為：NO2-e-+H2O=NO3-+2H+；

（2）①該燃料電池中，負(fù)極上一氧化碳、氫氣失電子和碳酸根離子反應(yīng)生成二氧化碳和水，電極反應(yīng)式為CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O,故答案為：CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O；

②電解足量的硝酸銀溶液，陽極為氫氧根失電子生成氧氣，陰極上發(fā)生反應(yīng)：Ag++e-=Ag，產(chǎn)物的質(zhì)量為21.6g即0.2mol，轉(zhuǎn)移電子是0.2mol，在陽極上：4OH--4e-=2H2O+O2↑，產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量是0.05mol，體積是1.12L，則消耗氫氧根的物質(zhì)的量為0.2mol，則溶液中屬于氫離子為0.2mol，濃度為=1mol/L，所以溶液的pH為1；故答案為：1.12；1。