Question

1．在固态金属氧化物电解池中，高温共电解H₂O-CO₂混合气体可制备H₂和CO是一种新的能源利用方式，基本原理如图所示：
（1）电源的负极是X．
（2）阴极的反应式是H₂O+2e^-═H₂↑+O^2-，CO₂+2e^-═CO+O^2-．
（3）当生成混合气体H₂和CO共6mol，其中H₂和CO物质的量之比为1：1时．标准状况下产生氧气的体积为67.2L．

Answer 1

分析 （1）电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应，根据与X极相连的电极产生的气体判断；
（2）电解池阴极发生还原反应，根据反应物结合化合价的变化分析；
（3）电解H₂O-CO₂混合气体制备H₂和CO，根据图示知：阴极产生H₂、CO，阳极产生氧气，所以总反应为：H₂O+CO₂$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂+CO+O₂，根据总反应来回答．

解答 解：（1）根据图示知：与X相连的电极产生CO，电解H₂O-CO₂混合气体，二氧化碳得到电子生成一氧化碳，发生还原反应，电解池阴极发生还原反应，所以X是电源的负极，故答案为：X；
（2）电解池阴极发生还原反应，电解H₂O-CO₂混合气体制备H₂和CO，阴极：水中的氢原子得到电子生成氢气，H₂O+2e^-═H₂↑+O^2-，二氧化碳得到电子生成一氧化碳，CO₂+2e^-═CO+O^2-，故答案为：H₂O+2e^-═H₂↑+O^2-，CO₂+2e^-═CO+O^2-；
（3）电解H₂O-CO₂混合气体制备H₂和CO，根据图示知：阴极产生H₂、CO，阳极产生氧气，所以总反应为：H₂O+CO₂$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂+CO+O₂，当生成混合气体H₂和CO共6mol，其中H₂和CO物质的量之比为1：1时，产生氧气是3mol，标况下的体积是3mol×22.4L/mol=67.2L，故答案为：67.2．

点评 本题考查电解知识，侧重于考查学生的综合运用能力，题目难度中等，注意基础知识的积累掌握，掌握电解池阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应为解答关键．