Question

有一种节能的氯碱工业新工艺，将电解池与燃料电池相组合，相关流程如下图所示（电极未标出）：

回答下列有关问题：
（1）电解池的阴极反应式为    ．
（2）通入空气的电极为    ，燃料电池中阳离子的移动方向    （“从左向右”或“从右向左”）．
（3）电解池中产生2mol Cl₂，理论上燃料电池中消耗    molO₂．
（4）a、b、c的大小关系为：    ．用准确浓度的盐酸滴定氢氧化钠的溶液的浓度需要的玻璃仪器有：    ．

Answer

（1）电解池中生成氢气的一端为电解池的阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气；
（2）燃料电池中燃料在原电池负极失电子发生氧化反应，空气中氧气在正极上得到电子生成氢氧根离子，燃料电池中阳离子移向正极；
（3）依据电解池和原电池中电子守恒计算得到；
（4）燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%小于b%，可知NaOH浓度增大；依据滴定实验分析玻璃仪器；
【解析】
（1）电解池中生成氢气的一端为电解池的阴极，溶液中氢离子得到电子生成氢气，在氢氧化钠溶液中，电解池的阴极反应式为；H2-2e-+2OH-=2H2O；
故答案为：H2-2e-+2OH-=2H2O；
（2）燃料电池的工作原理：负极是燃料氢气发生失电子的氧化反应，即H2-2e-+2OH-=2H2O，正极是氧气发生得电子得还原反应，即O2+4e-+2H2O=4OH-，铜空气的电极为正极；原电池中，阳离子交换膜使阳离子通过，阳离子移向正极；
故答案为：H2-2e-+2OH-=2H2O，从左向右；
（3）电解池中产生2mol Cl2，依据电子守恒，O2+4e-+2H2O=4OH-，4Cl--4e-=2Cl2↑，得到2Cl2～O2，计算得到生成氧气1mol；
故答案为：1；
（4）燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%小于c%，负极氢气失电子生成氢离子消耗氢氧根离子，所以b%＜a%，得到b%＜a%＜c%；依据滴定实验基本操作和实验步骤分析可知，需要的玻璃仪器为：酸式、碱式滴定管、锥形瓶、胶头滴管；
故答案为：b＜a＜c；酸式、碱式滴定管、锥形瓶、胶头滴管；