化学
(1)甲醇(CH3OH)是重要的能源物质,研究甲醇具有重要意义.为提高甲醇燃料的利用率,科学家发明了一种燃料电池,电池的一个电极通入空气,另一个电极通入甲醇气体,电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体,在高温下它能传导O2-.电池工作时正极反应式为.若以该电池为电源,用石墨做电极电解100mL含有如下离子的溶液. 离子 Cu2+ H+ Cl- SO42- c/mol•L-1 1 4 4 1 电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽

2019-06-24

(1)甲醇(CH3OH)是重要的能源物质,研究甲醇具有重要意义.为提高甲醇燃料的利用率,科学家发明了一种燃料电池,电池的一个电极通入空气,另一个电极通入甲醇气体,电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体,在高温下它能传导O2-.电池工作时正极反应式为___.
若以该电池为电源,用石墨做电极电解100mL含有如下离子的溶液.
离子 Cu2+ H+ Cl- SO42-
c/mol•L-1 1 4 4 1
电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象),阳极上收集到氧气标况下的体积为___L.
(2)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化.实验室用图装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式___;
②除去甲醇的离子反应为___,该过程中被氧化的元素是___,当产生标准状况下2.24L CO2时,共转移电子___mol.
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(1)燃料电池中,一个电极通入空气,另一个电极通入甲醇气体,电解质是掺入了 Y2O3的ZrO2晶体,在高温下它能传导O2-离子,
正极O2得到电子生成O2-:O2+4e-=2O2-,电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象),
100ml溶液中含有c(Cu2+)=1mol/L,c(H+)=4mol/L,c(Cl-)=4mol/L,c(SO42-)=1mol/L;
阴阳两极生成的气体的体积相同,设阴极生成的悄悄物质的量为xmol,阳极上也应生成氧气和氯气的物质的量之和xmol
阴极电极反应为:
Cu2++2e-=Cu,
0.1mol  0.2mol  0.1mol 
  2H++2e-=H2↑;    
         2xmol   xmol     
阳极电极反应为:
 2Cl--2e-=Cl2↑,4OH--4e-=2H2O+O2↑,
0.4mol 0.4mol  0.2mol         4(x-0.2)(x-0.2)
依据电子守恒0.4+4(x-0.2)=0.2+2x
x=0.3mol,则氧气的物质的量为0.3mol-0.2mol=0.1mol,其体积为2.24L;
故答案为:O2+4e-=2O2-;2.24;
(2)①通电后,将Co2+氧化成Co3+,电解池中阳极失电子发生氧化反应,电极反应为Co2+-e-=Co3+,故答案为:Co2+-e-=Co3+
②以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化,自身被还原为Co2+,该过程中被氧化的元素是C元素,结合原子守恒与电荷守恒可知,还原生成H+,配平书写离子方程式为:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+;反应中生成1mol即22.4LCO2转移6mol电子,则当产生标准状况下2.24L CO2时,共转移电子0.6mol,
故答案为:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+;C;6.
(1)燃料电池中,一个电极通入空气,另一个电极通入甲醇气体,电解质是掺入了 Y2O3的ZrO2晶体,在高温下它能传导O2-离子,
正极O2得到电子生成O2-:O2+4e-=2O2-,电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶解现象),
100ml溶液中含有c(Cu2+)=1mol/L,c(H+)=4mol/L,c(Cl-)=4mol/L,c(SO42-)=1mol/L;
阴阳两极生成的气体的体积相同,设阴极生成的悄悄物质的量为xmol,阳极上也应生成氧气和氯气的物质的量之和xmol
阴极电极反应为:
Cu2++2e-=Cu,
0.1mol  0.2mol  0.1mol 
  2H++2e-=H2↑;    
         2xmol   xmol     
阳极电极反应为:
 2Cl--2e-=Cl2↑,4OH--4e-=2H2O+O2↑,
0.4mol 0.4mol  0.2mol         4(x-0.2)(x-0.2)
依据电子守恒0.4+4(x-0.2)=0.2+2x
x=0.3mol,则氧气的物质的量为0.3mol-0.2mol=0.1mol,其体积为2.24L;
故答案为:O2+4e-=2O2-;2.24;
(2)①通电后,将Co2+氧化成Co3+,电解池中阳极失电子发生氧化反应,电极反应为Co2+-e-=Co3+,故答案为:Co2+-e-=Co3+
②以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化,自身被还原为Co2+,该过程中被氧化的元素是C元素,结合原子守恒与电荷守恒可知,还原生成H+,配平书写离子方程式为:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+;反应中生成1mol即22.4LCO2转移6mol电子,则当产生标准状况下2.24L CO2时,共转移电子0.6mol,
故答案为:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+;C;6.
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