Question

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

 

．
（2）若A為SO₂，B為O₂，C為H₂SO₄，則負極反應式為

 

，電池總反應式為

 

．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理

專題：電化學專題

分析：（1）若A為CO₂，B為H₂，C為CH₃OH，電池總反應式為CO₂+3H₂=CH₃OH+H₂O，則負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生成甲醇和水；
（2）若A為SO₂，B為O₂，C為H₂SO₄，則負極上二氧化硫失電子和水反應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生成水，在得失電子相等條件下將正負極反應式相加即得電池反應式．

解答： 解：（1）若A為CO₂，B為H₂，C為CH₃OH，電池總反應式為CO₂+3H₂=CH₃OH+H₂O，則負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生成甲醇和水，所以負極反應式為H₂-2e^-=2H⁺、正極反應式為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，則負極上二氧化硫失電子和水反應生成硫酸根離子和氫離子，負極反應式為SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺，正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水，正極反應式為O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O，在得失電子相等條件下將正負極反應式相加即得電池反應式，電池反應式為2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄，
故答案為：SO₂+2H₂O-2e^-=SO₄^2-+4H⁺；2SO₂+O₂+2H₂O=2H₂SO₄．

點評：本題考查原電池原理，涉及電極反應式書寫，根據離子交換膜確定電解質溶液酸堿性，從而確定負極上生成物，難點是電極反應式書寫，書寫時要仔細揣摩，題目難度中等．