Question

（1）離子交換膜法電解飽和食鹽水制堿技術已經廣泛應用于工業化生產，電解槽中涂有鎳涂層的碳鋼網和金屬鈦網（惰性電極）作兩極。其中涂有鎳涂層的碳鋼網作___________極，其電極反應方程式為______________________________________________。由于飽和食鹽水中含有泥沙、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、雜質，不符合電解要求，因此必須經過精制。若選用下列物質及操作方法精制食鹽水，其操作的先后順序是_______（填序號）。

①過濾  ②NaOH  ③BaCl₂  ④鹽酸  ⑤Na₂CO₃

當電解1 L飽和食鹽水，轉移的電子數為_____________mol時，理論上有1 mol NaOH生成。

（2）摩托羅拉公司研發了一種由甲醇（CH₃OH）和氧氣以及強堿作電解質溶液的新型手機電池。若放電過程中，甲醇完全氧化產生的CO₂被堿充分吸收生成。則該電池反應的總離子方程式為________________________________________；甲醇在_____________極發生_____________反應。

Answer 1

（1）陰  2H⁺+2e^-====H₂↑  ③⑤②①④  1

（2）2CH₃OH+3O₂+4OH^-====2+6H₂O  負  氧化

解析：涂有鎳涂層的碳鋼網是活性電極，只能作為該電解池的陰極，其電極反應式為2H⁺+2e^-====H₂↑。粗食鹽水中所含四種雜質離子各自除去的方法如下：Ca²⁺ （余）CO₂↑，Mg²⁺OH^-（余）H₂O，Fe³⁺OH^-（余）H₂O,Ba²⁺（余）（余）CO₂↑，的除去方法中已決定了BaCl₂、Na₂CO₃、HCl的加入順序，Fe³⁺、Mg²⁺的除去方法決定了NaOH在HCl前加入，考慮到Ca(OH)₂為微溶物，需用Na₂CO₃除Ca²⁺后再加NaOH，則NaOH應在Na₂CO₃之后加入。綜合以上分析，可得合理的操作順序為③⑤②①④。關系式NaOH—e^-，轉移1 mol e^-時理論上有1 mol NaOH生成。（2）該原電池中自發的氧化還原反應為2CH₃OH+3O₂====2CO₂+4H₂O,CO₂進一步被強堿（設為NaOH）溶液吸收，CO₂+2NaOH====Na₂CO₃+H₂O,消去CO₂得總方程式為2CH₃OH+3O₂+4NaOH====2Na₂CO₃+6H₂O，改寫為離子方程式為2CH₃OH+3O₂+4OH^-==== 2+6H₂O。甲醇是原電池反應中的還原劑，其在負極上發生氧化反應。