Question

【题目】SO2、CO、CO2、NOx是对环境影响较大的几种气体，对它们的合理控制和治理是优化我们生存环境的有效途径。

（1）利用电化学原理将CO、SO2转化为重要化工原料，装置如图所示：

①若A为CO，B为H2，C为CH3OH，则通入CO的一极电极反应式 。

②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，则负极的电极反应式为 。

③若A为NO2，B为O2，C为HNO3，则负极的电极反应式为 。

（2）碳酸盐燃料电池，以一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质，操作温度为650 ℃，在此温度下以镍为催化剂，以煤气（CO、H2的体积比为1∶1）直接做燃料，其工作原理如图所示。

①电池负极反应式为 。

②以此电源电解足量的硝酸银溶液，若阴极产物的质量为21.6 g，则阳极产生气体标准况下体积为 L。电解后溶液体积为2 L，溶液的pH约为 。

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】

试题分析：（1）①燃料电池中，通入氧化剂的电极是正极、通入还原剂的电极是负极，该反应中C元素化合价由+2价变为-2价、H元素化合价由0价变为+1价，所以CO是氧化剂，则通入CO的电极为正极，电极方程式为CO+4 e-+4H+=CH3OH，故答案为：CO+4e-+4H+=CH3OH；

②若A为SO2，B为O2，C为H2SO4，负极上二氧化硫失电子和水反应生成硫酸根离子和氢离子，电极反应式为SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+，故答案为：SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+；

③若A为NO2，B为O2，C为HNO3，则正极发生还原反应，氧气得电子生成水，电极方程式为O2+4e-+4H+═2H2O，负极发生还原反应，电极方程式为NO2-e-+H2O=NO3-+2H+，故答案为：NO2-e-+H2O=NO3-+2H+；

（2）①该燃料电池中，负极上一氧化碳、氢气失电子和碳酸根离子反应生成二氧化碳和水，电极反应式为CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O,故答案为：CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O；

②电解足量的硝酸银溶液，阳极为氢氧根失电子生成氧气，阴极上发生反应：Ag++e-=Ag，产物的质量为21.6g即0.2mol，转移电子是0.2mol，在阳极上：4OH--4e-=2H2O+O2↑，产生氧气的物质的量是0.05mol，体积是1.12L，则消耗氢氧根的物质的量为0.2mol，则溶液中属于氢离子为0.2mol，浓度为=1mol/L，所以溶液的pH为1；故答案为：1.12；1。