Question

以電化學(xué)方法合成有機(jī)物稱為有機(jī)電合成．有機(jī)電合成是一門有機(jī)化學(xué)、電化學(xué)和化學(xué)工程多學(xué)科相互交叉的科學(xué)，是電化學(xué)在有機(jī)物化工生產(chǎn)中的重要應(yīng)用．因而，有機(jī)電合成被稱為“古老的方法，嶄新的技術(shù)”．有機(jī)電合成的研究已經(jīng)歷了170多年漫長的歷史．早在1834年，英國化學(xué)家Faraday用電解醋酸鈉溶液制得乙烷，可以說是在實驗室中最早實現(xiàn)的有機(jī)電合成．
2CH₃COO^--2e^-=C₂H₆↑+2CO₂↑  （a）
（1）上述反應(yīng)（a）發(fā)生于

 

（填“電解池”或“原電池”）的

 

極．
（2）許多有機(jī)物在特定的裝置內(nèi)進(jìn)行氧化的同時還可產(chǎn)生電能，這種裝置即為燃料電池．例如，乙烯被氧化生成乙醛的化學(xué)反應(yīng)：2CH₂=CH₂+O₂→2CH₃CHO可設(shè)計成燃料電池：
負(fù)極：CH₂=CH₂+H₂O-2e^-=CH₃CHO+2H⁺正極：

 

電池工作時，負(fù)極附近溶液的pH

 

（填“升高”、“降低”或“不變”）．
（3）燃料電池由于具有能量轉(zhuǎn)化效率高、對環(huán)境污染小等優(yōu)點而受到世界各國的普遍重視．
燃料電池與火力發(fā)電的大氣污染比較（單位：kW?h）

污染成分	天然氣火力發(fā)電	重油火力發(fā)電	煤火力發(fā)電	燃料電池
SO2	2.5～230	4550	8200	0～0.12
NOx	1800	3200	3200	63～107
烴類	20～1270	135～5000	30～10000	14～102
塵末	0～90	45～320	365～680	0～0.14

①根據(jù)表所給數(shù)據(jù)可以看出，

 

造成的污染最為嚴(yán)重，引起的環(huán)境問題主要有

 

及酸雨．
A．水華    B．臭氧層被破壞    C．光化學(xué)煙霧    D．潮汐    E．白色污染②在我國導(dǎo)致酸雨的主要?dú)怏w為SO₂，將SO₂回收處理的方法很多，其中一種是將SO₂通入石灰乳[Ca（OH）₂]中，可制得石膏[CaSO₄?2H₂O]．請寫出相應(yīng)的化學(xué)方程：

 

及
CaSO₄+2H₂O=CaSO₄?2H₂O．

Answer 1

分析：（1）電解池的陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)；
（2）燃料電池的正極一定是氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，根據(jù)溶液中氫離子的氫氧根離子的變化來判斷酸堿性的變化；
（3）氫氧化鈣是強(qiáng)堿，可以和酸性氣體二氧化硫反應(yīng)生成鹽和水，亞硫酸鈉易被氧氣氧化為硫酸鈉，根據(jù)表中數(shù)據(jù)各種染料對大氣的污染度以及造成的污染知識來回答．

解答：解：（1）該裝置是一個電解池，電解池的陽極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)：2CH₃COO^--2e^-=C₂H₆↑+2CO₂↑，故答案為：電解池；陽極；
（2）在乙烯燃料電池中，正極是氧氣得電子的還原反應(yīng)，即O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，根據(jù)負(fù)極反應(yīng)：CH₂=CH₂+H₂O-2e^-=CH₃CHO+2H⁺，生成氫離子，導(dǎo)致酸性增強(qiáng)，所以負(fù)極附近溶液的pH降低，故答案為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；降低；                   
（3）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)各種染料對大氣的污染度數(shù)據(jù)，可以知道造成的污染最為嚴(yán)重的是煤火力發(fā)電，根據(jù)污染成分，二氧化硫會導(dǎo)致酸雨，氮的氧化物會導(dǎo)致光化學(xué)煙霧，
故答案為：煤火力發(fā)電；B、C；
②氫氧化鈣是強(qiáng)堿，可以和酸性氣體二氧化硫反應(yīng)生成鹽和水，亞硫酸鈉易被氧氣氧化為硫酸鈉，即SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃+H₂O，2CaSO₃+O₂=2CaSO₄ （或2SO₂+2Ca（OH）₂+O₂=2CaSO₄+2H₂O），故答案為：SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃+H₂O，2CaSO₃+O₂=2CaSO₄ （或2SO₂+2Ca（OH）₂+O₂=2CaSO₄+2H₂O）．

點評：本題考查學(xué)生電解池的工作原理以及燃料電池的有關(guān)知識，可以根據(jù)所學(xué)知識進(jìn)行回答，難度不大．