Question

【題目】全球氣候變暖已經(jīng)成為全世界人類面臨的重大問題，研究CO2的利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要意義。

（1）利用“Na﹣CO 2”電池將CO 2變廢為寶。我國科研人員研制出的可充電“Na﹣CO 2”電池，以鈉箔和多壁碳納米管（MWCNT）為電極材料，總反應(yīng)為4Na+3CO22Na2CO3+C．放電時(shí)該電池“吸入”CO 2，其工作原理如圖一所示：

①放電時(shí)，正極產(chǎn)物全部以固體形式沉積在電極表面，正極的電極反應(yīng)式為__________________。

②放電時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)移0.1mol e-時(shí)，負(fù)極質(zhì)量減少_____ g。

（2）華盛頓大學(xué)的研究人員研究出一種方法，可實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)時(shí)CO2零排放，其基本原理如圖二所示：

①上述生產(chǎn)過程的能量轉(zhuǎn)化方式是____________________________________。

②上述電解反應(yīng)在溫度小于900℃時(shí)進(jìn)行，碳酸鈣先分解為CaO和CO2，電解質(zhì)為熔融碳酸鈉，則陽極放電的電極反應(yīng)式為____________________________。

Answer 1

【答案】3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C 2.3 太陽能和電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 2CO32-－4e-＝2CO2↑+ O2↑

【解析】

(1)①由示意圖可知，正極上CO2得電子發(fā)生還原反應(yīng)上生成C；

②負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)4Na-4e-=4Na+；

（2）①據(jù)圖示可知是太陽能和電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的變化過程；

②在溫度小于900℃時(shí)進(jìn)行碳酸鈣先分解為Ca0和CO2，電解質(zhì)為熔融碳酸鈉，則陽極的電極反應(yīng)是碳酸根離子失電子生成氧氣的過程。

(1)①由示意圖可知，正極上CO2得電子發(fā)生還原反應(yīng)上生成C，故電極方程式為3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C，故答案為：3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C；

②負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)4Na-4e-=4Na+，則負(fù)極質(zhì)量減少為0.1mol×23g/mol=2.3g，故答案為：2.3；

（2）①據(jù)圖示可知是太陽能和電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的變化過程，故答案為：太陽能和電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；

②在溫度小于900℃時(shí)進(jìn)行碳酸鈣先分解為Ca0和CO2，電解質(zhì)為熔融碳酸鈉，則陽極的電極反應(yīng)是碳酸根離子失電子生成氧氣的過程，電極反應(yīng)式為：2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑，故答案為：2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑。