Question

工業(yè)上采用如圖所示電解裝置制取活潑金屬鋁，由于陽極產(chǎn)生的氧氣全部與石墨電極反應(yīng)生成CO和CO₂氣體，因此在電解過程中碳電極需要不斷補(bǔ)充．已知電解總反應(yīng)方程式為：2Al₂O₃

通電  .

4Al+3O₂↑．

（1）陰極反應(yīng)式為

4Al³⁺+12e^-=4Al

；陽極反應(yīng)式為

6O^2--12e^-=3O₂↑

．
（2）若生產(chǎn)中每生成a gAl，陽極損失石墨bg，則理論上產(chǎn)生CO和CO₂的物質(zhì)的量分別是

CO：

3b-a

18

mol、CO₂：

2a-3b

36

mol

．
（3）對金屬制品進(jìn)行抗腐蝕處理，可延長其使用壽命．以鋁材為陽極，在H₂SO₄溶液中電解，鋁材表面形成氧化膜，陽極電極反應(yīng)式為

2Al+3H₂O=Al₂O₃+6H⁺+6e^-

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)電解方程式可知陰極生成Al，陽極生成O₂，以此書寫電極反應(yīng)式；
（2）根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等計(jì)算；
（3）陽極Al被氧化生成Al₂O₃．

解答：解：（1）根據(jù)電解方程式可知陰極生成Al，電極方程式為4Al³⁺+12e^-=4Al，陽極生成O₂，電極方程式為6O^2--12e^-=3O₂↑，
故答案為：4Al³⁺+12e^-=4Al；6O^2--12e^-=3O₂↑；
（2）n（Al）=

a

27

mol，則轉(zhuǎn)移電子

a

27

mol×3=

a

9

mol，消耗n（C）=

b

12

mol，設(shè)生成xmolCO，ymolCO₂，
則

x+y= b 12 2x+4y= a 9

，
解之得x=

3b-a

18

mol，y=

2a-3b

36

mol，
故答案為：CO：

3b-a

18

mol、CO₂：

2a-3b

36

mol；
（3）陽極Al被氧化生成Al₂O₃，電解質(zhì)溶液呈酸性，則陽極反應(yīng)式為2Al+3H₂O=Al₂O₃+6H⁺+6e^-，
故答案為：2Al+3H₂O=Al₂O₃+6H⁺+6e^-．

點(diǎn)評：本題考查電解原理，側(cè)重于電解原理和工業(yè)生產(chǎn)的綜合運(yùn)用，題目難度中等，注意正確書寫電極反應(yīng)式為解答該題的關(guān)鍵，根據(jù)電子守恒進(jìn)行計(jì)算．