Question

（10分）已知有一种节能的氯碱工业新工艺，将电解池和燃料电池相组合，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_______________（“正极”或“负极”）

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2 mol Cl₂，理论上燃料电池中消耗_____ mol O₂。

（4）a、b、c的大小关系为：__________。

Answer

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

【解析】

试题分析：（1）电解饱和食盐水的阴极是氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H2O+2e-==H2↑+2OH- ；

（2）燃料电池中，燃料发生氧化反应，空气中的氧气发生还原反应，所以通入空气的一极是正极，则右侧是正极，左侧是负极，原电池中电子从负极流向正极，所以电子从从左到右移动；

（3）电解池中产生2omol氯气，转移电子的物质的量是4mol，根据氧气中O元素化合价的变化，可知需要氧气的物质的量是1mol；

（4）阳离子交换膜只允许阳离子通过，所以在氢氧燃料电池中，氢气失去电子生成氢离子与溶液中的氢氧根离子结合为水，使负极的氢氧化钠的浓度降低，氧气得电子与水结合生成氢氧根离子，氢氧根离子不能通过阳离子交换膜而留在正极，而负极中的钠离子移向正极，导致正极出来的氢氧化钠的浓度最大，而负极出来的氢氧化钠的浓度最小，所以a、b、c的大小关系为c>a>b。

考点：考查电化学反应原理的应用，离子的移动方向的判断