Question

(Ⅰ)（1）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化．实验室用如图装置模拟上述过程：

①写出阳极电极反应式____________________________________________．

②写出除去甲醇的离子方程式__________________________________________．

③若右图装置中的电源为甲醇-空气-KOH 溶液的燃料电池，则电池负极的电极反应式：__________________________________________，净化含1mol甲醇的水燃料电池需消耗KOH______mol．

(Ⅱ)化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO₃^－的原理如下图所示。

（1）电源正极为           (填A或B)，阴极反应式为                 。

（2）电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm_左－Δm_右)为       g。

Answer

Ⅰ、（1）① Co2+-e-=Co3+；② 6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+；

③ CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O；2；

Ⅱ、（1）A；2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O；（2）14.4；

【解析】

试题分析：Ⅰ（1）①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+；故答案为：Co2+-e-=Co3+；

②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+；故答案为：6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+；

③若3图装置中的电源为甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池，甲醇在负极失电子发生氧化反应，在碱溶液中生成碳酸盐，则电池负极的电极反应式为CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O，依据化学方程式计算分析2CH3OH+3O2+4KOH→2K2CO3+6H2O，净化含1mol甲醇的水燃料电池需消耗KOH物质的量2mol；故答案为：CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O，2；

Ⅱ：（1）由图示知在Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应，因此Ag-Pt电极为阴极，则B为负极，A为电源正极，在阴极反应是NO3-得电子发生还原反应生成N2，利用电荷守恒与原子守恒知有H2O参与反应且有水生成，所以阴极上发生的电极反应式为：2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O，故答案为：A；2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O；

（2）转移2mol电子时，阳极(阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H+)消耗1mol水，产生2molH+进入阴极室，阳极室质量减少18g；阴极室中放出0.2molN2(5.6g)，同时有2molH+(2g)进入阴极室，因此阴极室质量减少3.6g，故膜两侧电解液的质量变化差(△m左-△m右)=18g-3.6g=14.4g，故答案为：14.4

考点：考查了原电池和电解池的工作原理的相关知识。