Question

6．通過(guò)資源化利用的方式將CO₂轉(zhuǎn)化為具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)品，是一種較為理想的減排方式．
（1）圖是CO₂電催化還原為CH₄的工作原理示意圖．回答下列問(wèn)題：
①一段時(shí)間后，②池中溶液的pH降低．  （填“升高”、“降低”或“不變”）②一段時(shí)間后，①池中n（KHCO₃）減少的原因是電解池的陰極上發(fā)生二氧化碳得電子的還原反應(yīng)，即CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O，一段時(shí)間后，氫離子減小，氫氧根濃度增大，氫氧根會(huì)和①池中的碳酸氫鉀反應(yīng)，所以n（KHCO₃）會(huì)減小（用有關(guān)的方程式和簡(jiǎn)要的文字說(shuō)明）．
③銅電極的電極反應(yīng)式為CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O．
（2）高溫電解技術(shù)能高效實(shí)現(xiàn)下面反應(yīng)：+HO$\frac{\underline{\;電解\;}}{高溫}$+H+O
該反應(yīng)的工作原理示意如圖：寫(xiě)出CO₂在電極a放電的反應(yīng)式CO₂+2e^-═CO+O^2-．

Answer 1

分析 （1）在電解池的陽(yáng)極上，是陰離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，在電解池的陰極上發(fā)生二氧化碳得電子的還原反應(yīng)，CO₂電催化還原為CH₄的過(guò)程CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O是一個(gè)還原反應(yīng)過(guò)程，據(jù)此回答；
（2）二氧化碳、水分別在a極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成一氧化碳、氫氣，同時(shí)生成氧離子；電極b氧離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣．

解答 解：（1）在電解池的陽(yáng)極上，是陰離子氫氧根離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，所以酸性增強(qiáng)，pH一定下降，即②池中溶液的pH降低；在電解池的陰極上發(fā)生二氧化碳得電子的還原反應(yīng)，即CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O，一段時(shí)間后，氫離子減小，氫氧根濃度增大，氫氧根會(huì)和①池中的碳酸氫鉀反應(yīng)，所以n（KHCO₃）會(huì)減小，CO₂電催化還原為CH₄的過(guò)程是一個(gè)還原反應(yīng)過(guò)程，所以銅電解是電解池的陰極，銅電極的電極反應(yīng)式為CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O，
故答案為：降低；電解池的陰極上發(fā)生二氧化碳得電子的還原反應(yīng)，即CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O，一段時(shí)間后，氫離子減小，氫氧根濃度增大，氫氧根會(huì)和①池中的碳酸氫鉀反應(yīng)，所以n（KHCO₃）會(huì)減小；CO₂+8H⁺+8e^-═CH₄+2H₂O；
（2）二氧化碳在a極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成一氧化碳同時(shí)生成氧離子，反應(yīng)電極反應(yīng)式為：CO₂+2e^-═CO+O^2-，
故答案為：CO₂+2e^-═CO+O^2-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生電解池的工作原理知識(shí)，注意兩極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)以及氧化還原反應(yīng)之間的關(guān)系，注意規(guī)律的總結(jié)是關(guān)鍵，難度不大．