Question

（14分）电化学原理在现代生产生活中有着重要应用。

⑴燃料电池是目前发展势头强劲的优秀绿色环保电池。某新型氢氧燃料电池以H₂为燃料，O₂为氧化剂，H₂SO₄溶液为电解液），写出该电池的总反应方程式：             。

⑵铝电池性能优越，Al—AgO电池可用作水下动力电源，该电池反应的原理为：

Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO₂+3Ag+H₂O。

①该电池反应的负极电极反应式                                   。

②图中隔膜为阴离子交换膜，溶液中OH^－通过向      极移动（选填“正”或“负”）。

用Al—AgO电池作为电源，使用Pt电极电解500mL饱和NaCl溶液，电解一段时间后，恢复至室温，所得溶液pH=13（假设NaCl溶液足量且电解前后体积不变）。

③使用Pt电极电解NaCl溶液的离子方程式                                  ；

电解过程中放出氢气的体积（标准状况下）为               L。

④若电池的效率为50%，该过程中消耗金属铝的质量为          g。

⑶用电解法制取镁时，若原料氯化镁含有水时，在电解温度下，原料会形成Mg(OH)Cl，并发生电离：Mg(OH)C1 ＝ Mg(OH)^＋ ＋ C1^一。

电解时在阴极表面会产生氧化镁钝化膜，此时阴极的反应式为                  。

Answer

（14分）

⑴ 2H2+O2=2H2O 

⑵Al＋4OH－－3e－＝AlO2－＋2H2O 负  2Cl－＋2H2O Cl2↑＋H2↑＋2OH－

0.56        0.9

⑶2Mg(OH)＋＋2e－＝2MgO＋H2↑ （每空2分）

【解析】

试题分析：⑴燃料电池是目前发展势头强劲的优秀绿色环保电池。某新型氢氧燃料电池以H2为燃料，O2为氧化剂，H2SO4溶液为电解液），写出该电池的总反应方程式：2H2+O2=2H2O 。

铝电池性能优越，Al—AgO电池可用作水下动力电源，该电池反应的原理为：

Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O。每消耗1mol铝转移电子是3mol；

①该电池反应的负极是铝，活泼金属能自发和氢氧化钠反应，其电极反应式Al＋4OH－－3e－＝AlO2－＋2H2O。

②图中隔膜为阴离子交换膜，溶液中OH－在负极要参与反应，所以向负极移动。

用Al—AgO电池作为电源，使用Pt电极电解500mL饱和NaCl溶液，电解一段时间后，恢复至室温，所得溶液pH=13（假设NaCl溶液足量且电解前后体积不变）。

③使用Pt电极电解NaCl溶液的离子方程式2Cl－＋2H2O Cl2↑＋H2↑＋2OH－

；500mL饱和NaCl溶液，电解后pH=13，所以产生的氢氧根物质的量浓度是0.1mol/L；其物质的量是0.05mol；由定量关系可知：生成的氢气是0.025mol。所以电解过程中放出氢气的体积V=22.4n=0.56 L（标准状况下）

④若电池的效率为50%，由电子转移守恒可得：电解时转移电子是0.05mol，所以原电池工作时消耗金属铝的质量为0.9g。

⑶用电解法制取镁时，若原料氯化镁含有水时，在电解温度下，原料会形成Mg(OH)Cl，并发生电离：Mg(OH)C1 ＝ Mg(OH)＋ ＋ C1一。

电解时在阴极表面会产生氧化镁钝化膜，此时阴极的反应式为2Mg(OH)＋＋2e－＝2MgO＋H2↑。

考点：燃料电池 电解池  电极反应式