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，相关流程如图所示(电极未标出)：

回答下列有关问题：

（1）通入空气的电极为                  (写电极名称)。燃料电池中阳离子的移动方向                      (“从左向右”或“从右向左”)。

（2）电解池中产生20 mol Cl₂，理论上燃料电池中消耗                      mol O₂。

（3）a、b、c的大小关系为：                     。

（4）以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)₂，该电池放电时正极反应式是                                          。

Answer

（1）正极     从左向右     （2）10    （3）c＞a＞b   

（4） NiO(OH)+H2O+ e－= Ni(OH)2+ OH－

【解析】

试题分析：分析题给装置图知，该装置是以碱性氢氧燃料电池电解饱和食盐水的装置；（1）根据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，正极是氧气发生得电子得还原反应，则通空气的电极为正极；原电池中，阳离子交换膜使阳离子通过，阳离子移向正极，从左向右；（2）电解池中产生20mol Cl2，依据电子守恒，结合电极反应式O2+4e-+2H2O=4OH-，4Cl--4e-=2Cl2↑，计算得到生成氧气10mol；（3）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%，即c＞a＞b；（4）以Al和NiO(OH)为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2，镍元素的化合价由+3价降为+2价，发生还原反应，作正极，电极反应式为NiO(OH)+H2O+ e－= Ni(OH)2+ OH－。

考点：考查原电池、电解池原理应用，电极判断和电极反应书写及相关计算。