Question

【題目】知識的梳理和感悟是有效學(xué)習(xí)的方法之一。某學(xué)習(xí)小組將有關(guān)“電解飽和食鹽水”的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行梳理，形成如下問題(顯示的電極均為石墨)。

(1)圖中，電解一段時間后，氣球b中的氣體是________(填化學(xué)式)，U形管________(填“左”或“右”)邊的溶液變紅。

(2)利用圖制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器，可制備“84”消毒液的有效成分，則c為電源的________極；該發(fā)生器中反應(yīng)的總離子方程式為_______________________________。

(3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能30%以上。該工藝的相關(guān)物質(zhì)運輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(其中的電極未標(biāo)出，所用的離子膜都只允許陽離子通過)。

①燃料電池B中的電極反應(yīng)式分別為

負(fù)極：_______________________________________________________，

正極：_______________________________________________________。

②分析圖3可知，氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%、b%、c%，由大到小的順序為________。

Answer 1

【答案】（9分)）（除特別注明，均每空1分）

（1）H2；右

（2）負(fù)；Cl + H2OClO+ H2↑；

（3）①2H2– 4e + 4OH===4H2O；O2+ 4e + 2H2O ="==" 4OH；②b%＞a%＞c%；

【解析】

試題（1）圖1中，根據(jù)電子流向知，左邊電極是電解池陽極、右邊電極是電解池陰極，陽極上氯離子放電生成氯氣、陰極上氫離子放電生成氫氣，所以a氣球中氣體是氯氣、b氣球中的氣體是氫氣，同時陰極附近有NaOH生成，溶液呈堿性，無色酚酞遇堿變紅色，所以U形管右邊溶液變紅色，故答案為：H2；右；

（2）利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器，陽極上氯離子放電生成氯氣、陰極上氫離子放電生成氫氣同時陰極有NaOH生成，氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成NaClO，次氯酸鈉具有與漂白性，為了使反應(yīng)更充分，則下邊電極生成氯氣、上邊電極附近有NaOH生成，上邊電極生成氫氣，為陰極，則c為負(fù)極、d為正極；其電池反應(yīng)式為Cl-+H2OClO-+H2↑，故答案為：負(fù)；Cl-+H2OClO-+H2↑；

（3）①B是燃料電池，右邊電池中通入空氣、左邊原電池中通入氣體Y，則Y是氫氣，則電解池中左邊電極是陽極、右邊電極是陰極，陽極上氯離子放電、陰極上氫離子放電，負(fù)極、正極反應(yīng)式為2H2-4e-+4OH-═4H2O、O2+4e-+2H2O═4OH-，故答案為：2H2-4e-+4OH-═4H2O； O2+4e-+2H2O═4OH-；原電池中通入氧化劑的電極是正極、通入氫氣的電極是負(fù)極，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，負(fù)極上氫氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水；

②圖3中電解池中加入的NaOH目的是增大溶液導(dǎo)電性，通入電解后生成氫氧化鈉，所以加入的NaOH濃度小于出來的NaOH濃度；原電池中，正極上生成氫氧化鈉，且其濃度大于加入的氫氧化鈉，所以氫氧化鈉濃度大小順序是b%＞a%＞c%，故答案為：b%＞a%＞c%。