在长期载人的太空飞行宇航器中,每个宇航员平均每天需要消耗0.9kgO
2,呼出1.0kgCO
2,为保持飞船内空气的成分稳定,科学家进行了大量的科学探索,有的科学家根据电化原理设计了飞船内空气更新实验系统,该系统结构示意图如下:
(1)管道①的作用是将飞船座舱中含CO
2的空气通入“电化学CO
2处理系统”的N极室,通过该电极反应可以使CO
2不断被吸收,则N极为
极(填“正”或“负”),其电极反应为:
,其电极产物吸收CO
2的离子方程式为
,在N极吸收CO
2后形成的阴离子会通过隔膜进入M极室,与M极上产生的产物反应又生成CO
2.从电解质溶液中释放出来,并保持系统内pH不变,该电极反应式为
,CO
2逸出的离子方程式为
.
(2)管道②的作用是将处理后的空气混入“电解水系统产生的新鲜氧气”,然后通入飞船座舱内供宇航员呼吸.在电解水系统中,Y为
极(填“阴”或“阳”),X极的电极反应式
.
(3)逸出的CO
2没有排出飞船外,而是通过管道③进入“CO
2还原系统”,在该系统内,CO
2跟H
2在一定条件下反应,其产物有甲烷等气体,甲烷可作飞船的燃料.已知甲烷的热值为56kJ/g,则甲烷在足量氧气中燃烧生成CO
2和液态水的热化学方程式
.