Question

7．2013年12月14日21時(shí)11分，嫦娥三號(hào)探測(cè)器在月球表面預(yù)選著陸區(qū)域成功著陸，標(biāo)志我國(guó)已成為世界上第三個(gè)實(shí)現(xiàn)地外天體軟著陸的國(guó)家．
（1）如圖是某空間站能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的局部示意圖，其中燃料電池采用KOH溶液為電解質(zhì)溶液．

如果某段時(shí)間內(nèi)氫氧儲(chǔ)罐中共收集到67.2L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則該段時(shí)間內(nèi)水電解系統(tǒng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是4mol．
（2）在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中，不僅要求分離除去CO₂，還要求提供充足的O₂．某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化：2CO₂=2CO+O₂，同時(shí)生成的CO可用作燃料．已知該反應(yīng)的陽(yáng)極反應(yīng)是：4OH^--4e^-═O₂↑+2H₂O，則陰極反應(yīng)是2CO₂+4e^-+2H₂O=2CO+4OH^-．

Answer 1

分析 （1）某段時(shí)間內(nèi)氫氧儲(chǔ)罐中共收集到67.2L，為1.5mol氣體，則生成氫氣1mol，轉(zhuǎn)移電子2mol，據(jù)此計(jì)算；
（2）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，CO₂被還原生成CO，總反應(yīng)式減去陽(yáng)極反應(yīng)式得陰極反應(yīng)式．

解答 解：（1）如果某段時(shí)間內(nèi)氫氧儲(chǔ)罐中共收集到67.2L，為3mol氣體，電解方程式為2H₂O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2H₂↑+O₂↑，則生成2mol氫氣和1mol氧氣，生成1mol氫氣轉(zhuǎn)移電子2mol，所以該段時(shí)間內(nèi)水電解系統(tǒng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為mol，
故答案為：4；
（2）總反應(yīng)式為2CO₂=2CO+O₂，陽(yáng)極反應(yīng)為4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，總反應(yīng)式減去陽(yáng)極反應(yīng)式得陰極反應(yīng)式，所以陰極反應(yīng)為：2CO₂+4e^-+2H₂O=2CO+4OH^-，
故答案為：2CO₂+4e^-+2H₂O=2CO+4OH^-．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電解原理的應(yīng)用，注意把握電極方程式的書寫方法，根據(jù)電極反應(yīng)判斷生成的氣體的量及轉(zhuǎn)移電子的量，題目難度不大．