Question

【題目】電化學(xué)在化學(xué)工業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，
（1）工業(yè)冶煉鋁的化學(xué)方程式是；
（2）工業(yè)級氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸根雜質(zhì)，可用離子交換法膜法電解提純．電解槽內(nèi)裝有陽離子交換膜（只允許陽離子通過），其工作原理如圖1所示．
①該電解槽的陽極反應(yīng)式是；
②除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從液體出口（填寫“A”或“B”）導(dǎo)出．
（3）甲醇燃料電池由于其結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染、可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注．其工作原理如圖2，質(zhì)子交換膜左右兩側(cè)的溶液均為1L 1.5mol/L H2SO4溶液． ①通入氣體a的電極是電池的（填“正”或“負(fù)”）極，其電極反應(yīng)式為；
②當(dāng)電池中有2mol e﹣發(fā)生轉(zhuǎn)移時，左右兩側(cè)溶液的質(zhì)量差值為g．

Answer 1

【答案】
（1）2Al2O3（熔融） 4Al+3O2↑
（2）4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑； B
（3）負(fù)； CH3OH﹣6e﹣+H2O=CO2+6H+；24
【解析】解：（1）工業(yè)冶煉鋁的化學(xué)方程式是2Al2O3（熔融） 4Al+3O2↑，所以答案是：2Al2O3（熔融） 4Al+3O2↑；（2）①該電解槽的陽極反應(yīng)式是4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑，所以答案是：4OH﹣﹣4e﹣=2H2O+O2↑；

②陽離子向陰極移動，B為除去雜質(zhì)的KOH，則除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從液體出口B導(dǎo)出，所以答案是：B；（3）①根據(jù)圖知，交換膜是質(zhì)子交換膜，則電解質(zhì)溶液呈酸性，根據(jù)氫離子移動方向知，通入a的電極為負(fù)極、通入b的電極為正極，負(fù)極上甲醇失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極反應(yīng)式為 CH3OH﹣6e﹣+H2O=CO2+6H+，正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+4e﹣+4H+=2H2O，

所以答案是：負(fù)；CH3OH﹣6e﹣+H2O=CO2+6H+；

②負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH﹣6e﹣+H2O=CO2+6H+，當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時，左側(cè)質(zhì)量減輕 ×2×（44﹣32）g=4g，還要有2molH+通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入右側(cè)，質(zhì)量減少2g，正極反應(yīng)式為O2+4H++4e﹣=2H2O，右側(cè)質(zhì)量增加32g× ×2=16g，加上轉(zhuǎn)移過來的2gH+，因此左右兩側(cè)溶液的質(zhì)量之差為16g+2g+4g+2g=24g，

所以答案是：24．