Question

（1）甲醇對(duì)水質(zhì)會(huì)造成一定的污染，有一種電化學(xué)法可消除這種污染，其原理是：通電后，將Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO₂而凈化．實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置模擬上述過程：
①寫出陽極電極反應(yīng)式

 

．
②寫出除去甲醇的離子方程式

 

．
③若右圖裝置中的電源為甲醇-空氣-KOH 溶液的燃料電池，則電池負(fù)極的電極反應(yīng)式：

 

，凈化含1mol甲醇的水燃料電池需消耗KOH

 

mol．
（2）寫出以NaHCO₃溶液為介質(zhì)的Al^-空氣原電池的電極反應(yīng)式負(fù)極

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）①通電后，將Co²⁺氧化成Co³⁺，電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Co²⁺-e^-=Co³⁺；
②以Co³⁺做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO₂而凈化，自身被還原為Co²⁺，原子守恒與電荷守恒可知，還原生成H⁺，配平書寫為：6Co³⁺+CH₃OH+H₂O=CO₂↑+6Co²⁺+6H⁺；
③依據(jù)燃料電池中燃料在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，結(jié)合電荷守恒配平書寫電極反應(yīng)，依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算消耗氫氧化鉀物質(zhì)的量；
（2）Al-空氣原電池鋁做負(fù)極是電子生成鋁離子在碳酸氫鈉溶液中發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳；

解答： 解：（1）①通電后，將Co²⁺氧化成Co³⁺，電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)為Co²⁺-e^-=Co³⁺；
故答案為：Co²⁺-e^-=Co³⁺；
②以Co³⁺做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO₂而凈化，自身被還原為Co²⁺，結(jié)合原子守恒與電荷守恒可知，還原生成H⁺，配平書寫離子方程式為：6Co³⁺+CH₃OH+H₂O=CO₂↑+6Co²⁺+6H⁺；
故答案為：6Co³⁺+CH₃OH+H₂O=CO₂↑+6Co²⁺+6H⁺；
③若3圖裝置中的電源為甲醇-空氣-KOH溶液的燃料電池，甲醇在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，在堿溶液中生成碳酸鹽，則電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O，依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算分析2CH₃OH+3O₂+4KOH→2K₂CO₃+6H₂O，凈化含1mol甲醇的水燃料電池需消耗KOH物質(zhì)的量2mol；
故答案為：CH₃OH-6e^-+8OH^-═CO₃^2-+6H₂O，2；
（2）以NaHCO₃溶液為介質(zhì)的Al-空氣原電池中鋁做負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成鋁離子，在碳酸氫鈉溶液中發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁和二氧化碳；負(fù)極的電極反應(yīng)式：Al-3e^-+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
故答案為：：Al-3e^-+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解、原電池原理分析和電極反應(yīng)書寫方法，題目難度中等．