Question

減排是各個(gè)國(guó)家都在努力而為之的事，CO₂和SO₂的處理是許多科學(xué)家都在著力研究的重點(diǎn)．有學(xué)者想以下圖所示裝置用原電池原理將CO₂、SO₂轉(zhuǎn)化為重要的化工原料．
（1）若A為CO₂，B為H₂，C為CH₃OH，電池總反應(yīng)式為CO₂+3H₂=CH₃OH+H₂O，則正極反應(yīng)式為

 

．
（2）若A為SO₂，B為O₂，C為H₂SO₄，則負(fù)極反應(yīng)式為

 

，電池總反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）若A為CO₂，B為H₂，C為CH₃OH，電池總反應(yīng)式為CO₂+3H₂=CH₃OH+H₂O，則負(fù)極上氫氣失電子生成氫離子，正極上二氧化碳得電子和氫離子反應(yīng)生成甲醇和水；
（2）若A為SO₂，B為O₂，C為H₂SO₄，則負(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，正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，在得失電子相等條件下將正負(fù)極反應(yīng)式相加即得電池反應(yīng)式．

解答： 解：（1）若A為CO₂，B為H₂，C為CH₃OH，電池總反應(yīng)式為CO₂+3H₂=CH₃OH+H₂O，則負(fù)極上氫氣失電子生成氫離子，正極上二氧化碳得電子和氫離子反應(yīng)生成甲醇和水，所以負(fù)極反應(yīng)式為H₂-2e^-=2H⁺、正極反應(yīng)式為CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O，故答案為：CO₂+6H⁺+6e^-=CH₃OH+H₂O；
（2）若A為SO₂，B為O₂，C為H₂SO₄，則負(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，負(fù)極反應(yīng)式為SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺，正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，正極反應(yīng)式為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，在得失電子相等條件下將正負(fù)極反應(yīng)式相加即得電池反應(yīng)式，電池反應(yīng)式為2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，
故答案為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄．

點(diǎn)評(píng)：本題考查原電池原理，涉及電極反應(yīng)式書寫，根據(jù)離子交換膜確定電解質(zhì)溶液酸堿性，從而確定負(fù)極上生成物，難點(diǎn)是電極反應(yīng)式書寫，書寫時(shí)要仔細(xì)揣摩，題目難度中等．