Question

（1）事实证明，能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是             （填序号）．

A．C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H＞0

B．2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H＜0

C．NaOH（aq）+HCl（aq）═NaCl（aq）+H₂O（l）△H＜0

（2）固体氧化物燃料电池的工作原理如图1所示，已知电池中电解质为熔融固体氧化物，O^2﹣可以在其中自由移动．

①正极：             （填“电极a”或“电极b”）．O^2﹣移向           极（填“正”或“负”）．

②当燃料气为C₂H₄时，其正极、负极反应式分别为正极：             ；负极：            ．

（3）电解法可消除甲醇对水质造成的污染，原理是：通电将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后Co³⁺将甲醇氧化成CO₂和H⁺（用石墨烯吸附除去Co²⁺）．现用如图2所示装置模拟上述过程，则Co²⁺在阳极的电极反应式为          ；除去甲醇的离子方程式为               ．

（4）如图3为青铜器在潮湿环境中发生的电化学腐蚀的示意图．

①环境中的Cl^﹣扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu₂（OH）₃Cl，其离子方程式为               ；②若生成4.29g Cu₂（OH）₃Cl，则理论上耗氧气体积为         L（标准状况）．

Answer

（1）B；

（2）①电极b；负；

②3O2+12e﹣═6O2﹣；C2H4+6O2﹣﹣12e﹣═2CO2+2H2O；

（3）Co2+﹣e﹣=Co3+；6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+；

（4）2Cu2++3OH﹣+Cl﹣=Cu2（OH）3Cl↓；0.448．

【解析】（1）A．C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H＞0，为氧化还原反应，但为吸热反应，不能设计为原电池，故A错误；

B．2H2（g）+O2（g）=2H2O（1）△H＜0，为氧化还原反应，为放热反应，能设计为原电池，故B正确；

C．NaOH（aq）+HC1（aq）=NaC1（aq）+H2O（1）△H＜0，不属于氧化还原反应，不能设计为原电池，故C错误；故答案为：B；

（2）①多孔电极a中燃料失电子发生氧化反应，所以电极b，O2﹣向负极移动，故答案为：电极b；负；

②当燃料气为C2H4时，其正极发生还原反应电极反应为：3O2+12e﹣═6O2﹣；负极发生氧化反应，电极反应式为：C2H4+6O2﹣﹣12e﹣═2CO2+2H2O；

（3）通电后，将Co2+氧化成Co3+，电解池中阳极失电子发生氧化反应，电极反应为Co2+﹣e﹣=Co3+；

以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化，自身被还原为Co2+，结合原子守恒与电荷守恒可知，还原生成H+，配平书写离子方程式为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+；

（4）Cl﹣扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2（OH）3Cl，负极上生成铜离子、正极上生成氢氧根离子，所以该离子反应为氯离子、铜离子和氢氧根离子反应生成Cu2（OH）3Cl沉淀，离子方程式为2Cu2++3OH﹣+Cl﹣=Cu2（OH）3Cl↓；n[Cu2（OH）3Cl]==0.02mol，根据转移电子得n（O2）==0.02mol，V（O2）=0.02mol×22.4L/mol=0.448L

【点评】本题考查了燃料电池的工作原理以及电极反应式的书写等知识，属于综合知识的考查，难度中等．