Question

（10分）已知有一種節(jié)能的氯堿工業(yè)新工藝，將電解池和燃料電池相組合，相關(guān)流程如下圖所示(電極未標(biāo)出)：回答下列有關(guān)問(wèn)題：

（1）電解池的陰極反應(yīng)式為 _____________________________________

（2）通入空氣的電極為_(kāi)______________（“正極”或“負(fù)極”）

燃料電池中陽(yáng)離子的移動(dòng)方向___________(“從左向右”或“從右向左”)。

（3）電解池中產(chǎn)生2 mol Cl2，理論上燃料電池中消耗_____ mol O2。

（4）a、b、c的大小關(guān)系為：__________。

 

Answer 1

（10分）（1）2H2O+2e-==H2↑+2OH- （2）正極 從左到右 （3）1 （4）c>a>b

【解析】

試題分析：（1）電解飽和食鹽水的陰極是氫離子放電生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H2O+2e-==H2↑+2OH- ；

（2）燃料電池中，燃料發(fā)生氧化反應(yīng)，空氣中的氧氣發(fā)生還原反應(yīng)，所以通入空氣的一極是正極，則右側(cè)是正極，左側(cè)是負(fù)極，原電池中電子從負(fù)極流向正極，所以電子從從左到右移動(dòng)；

（3）電解池中產(chǎn)生2omol氯氣，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是4mol，根據(jù)氧氣中O元素化合價(jià)的變化，可知需要氧氣的物質(zhì)的量是1mol；

（4）陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，所以在氫氧燃料電池中，氫氣失去電子生成氫離子與溶液中的氫氧根離子結(jié)合為水，使負(fù)極的氫氧化鈉的濃度降低，氧氣得電子與水結(jié)合生成氫氧根離子，氫氧根離子不能通過(guò)陽(yáng)離子交換膜而留在正極，而負(fù)極中的鈉離子移向正極，導(dǎo)致正極出來(lái)的氫氧化鈉的濃度最大，而負(fù)極出來(lái)的氫氧化鈉的濃度最小，所以a、b、c的大小關(guān)系為c>a>b。

考點(diǎn)：考查電化學(xué)反應(yīng)原理的應(yīng)用，離子的移動(dòng)方向的判斷