Question

1．在固態(tài)金屬氧化物電解池中，高溫共電解H₂O-CO₂混合氣體可制備H₂和CO是一種新的能源利用方式，基本原理如圖所示：
（1）電源的負極是X．
（2）陰極的反應(yīng)式是H₂O+2e^-═H₂↑+O^2-，CO₂+2e^-═CO+O^2-．
（3）當生成混合氣體H₂和CO共6mol，其中H₂和CO物質(zhì)的量之比為1：1時．標準狀況下產(chǎn)生氧氣的體積為67.2L．

Answer 1

分析 （1）電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)與X極相連的電極產(chǎn)生的氣體判斷；
（2）電解池陰極發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)物結(jié)合化合價的變化分析；
（3）電解H₂O-CO₂混合氣體制備H₂和CO，根據(jù)圖示知：陰極產(chǎn)生H₂、CO，陽極產(chǎn)生氧氣，所以總反應(yīng)為：H₂O+CO₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$H₂+CO+O₂，根據(jù)總反應(yīng)來回答．

解答 解：（1）根據(jù)圖示知：與X相連的電極產(chǎn)生CO，電解H₂O-CO₂混合氣體，二氧化碳得到電子生成一氧化碳，發(fā)生還原反應(yīng)，電解池陰極發(fā)生還原反應(yīng)，所以X是電源的負極，故答案為：X；
（2）電解池陰極發(fā)生還原反應(yīng)，電解H₂O-CO₂混合氣體制備H₂和CO，陰極：水中的氫原子得到電子生成氫氣，H₂O+2e^-═H₂↑+O^2-，二氧化碳得到電子生成一氧化碳，CO₂+2e^-═CO+O^2-，故答案為：H₂O+2e^-═H₂↑+O^2-，CO₂+2e^-═CO+O^2-；
（3）電解H₂O-CO₂混合氣體制備H₂和CO，根據(jù)圖示知：陰極產(chǎn)生H₂、CO，陽極產(chǎn)生氧氣，所以總反應(yīng)為：H₂O+CO₂$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$H₂+CO+O₂，當生成混合氣體H₂和CO共6mol，其中H₂和CO物質(zhì)的量之比為1：1時，產(chǎn)生氧氣是3mol，標況下的體積是3mol×22.4L/mol=67.2L，故答案為：67.2．

點評 本題考查電解知識，側(cè)重于考查學(xué)生的綜合運用能力，題目難度中等，注意基礎(chǔ)知識的積累掌握，掌握電解池陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)為解答關(guān)鍵．