Question

19．有一種節(jié)能的氯堿工業(yè)新工藝，將電解池與燃料電池相結(jié)合，相關(guān)流程如圖（電極未標(biāo)出）．回答下列有關(guān)問(wèn)題：
（1）燃料電池中，通入空氣的電極為正極（填“正極”、“負(fù)極”）．陽(yáng)離子的移動(dòng)方向從左向右（“從左向右”或“從右向左”）．負(fù)極反應(yīng)式為H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O．
（2）①電解池的陰極反應(yīng)式為2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-（或2H⁺+2e^-═H₂↑）．
②當(dāng)陰極上收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體22.4L時(shí)（假設(shè)產(chǎn)生的氣體被完全收集），則電路中通過(guò)的電子的數(shù)目為2N_A．
（3）電解池中產(chǎn)生2mol Cl₂，理論上燃料電池中消耗1mol O₂．
（4）電解氯化鈉稀溶液可以制備“84”消毒液，若通電產(chǎn)生的氯氣被溶液完全吸收，且最終所得消毒液僅含一種溶質(zhì)，請(qǐng)寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式（用一個(gè)化學(xué)方程式表示）NaCl+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NaClO+H₂↑．

Answer 1

分析 （1）燃料電池中，通入空氣的電極使正極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，燃料電池中陽(yáng)離子從負(fù)極流向正極；
（2）①電解池的陰極上是氫離子得電子的還原反應(yīng)；
②當(dāng)陰極上收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體22.4L時(shí)，物質(zhì)的量為1mol，陰極電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-═H₂↑，1mol轉(zhuǎn)移2mol的電子；
（3）根據(jù)電池中的電子守恒進(jìn)行計(jì)算即可；
（4）電解氯化鈉稀溶液可以制備“84”消毒液，若通電時(shí)產(chǎn)生的氯氣被溶液完全吸收，且最終所得消毒液僅含一種溶質(zhì)，說(shuō)明生成的氯氣和生成的氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)生成次氯酸鈉，依據(jù)原子守恒配平書寫化學(xué)方程式．

解答 解：（1）燃料電池中，通入空氣的電極是正極，發(fā)生得電子的還原反應(yīng)：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，通燃料氫氣的電極是負(fù)極，陽(yáng)離子的移動(dòng)方向是從負(fù)極流向正極，即從左向右，負(fù)極反應(yīng)式為：H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O，
故答案為：正極；從左向右；H₂-2e^-+2OH^-=2H₂O；
（2）①電解氯化鈉溶液，電解池的陰極上是氫離子得電子的還原反應(yīng)，即2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-（或2H⁺+2e^-═H₂↑），
故答案為：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-（或2H⁺+2e^-═H₂↑）；
②當(dāng)陰極上收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體22.4L時(shí)，物質(zhì)的量為1mol，陰極電極反應(yīng)式為：2H⁺+2e^-═H₂↑，1mol轉(zhuǎn)移2mol的電子，所以電路中通過(guò)的電子的數(shù)目為2N_A，
故答案為：2；
（3）電解池中，陽(yáng)極反應(yīng)：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，產(chǎn)生2molCl₂，轉(zhuǎn)移電子是4mol，燃料電池中，正極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，當(dāng)轉(zhuǎn)移4mol電子，理論上燃料電池中消耗O₂的物質(zhì)的量為1mol，故答案為：1；
（4）電解氯化鈉稀溶液可以制備“84”消毒液，若通電時(shí)產(chǎn)生的氯氣被溶液完全吸收，且最終所得消毒液僅含一種溶質(zhì)，說(shuō)明生成的氯氣和生成的氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)生成次氯酸鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaCl+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NaClO+H₂↑，故答案為：NaCl+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$NaClO+H₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題考查原電池與電解池，明確電極的判斷及發(fā)生的電極反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，注意利用電子守恒進(jìn)行計(jì)算，注重基礎(chǔ)知識(shí)的考查，題目難度不大．