Question

以電解食鹽水為基礎(chǔ)制取氯氣等產(chǎn)品的工業(yè)稱為“氯堿工業(yè)”，它是目前化學(xué)工業(yè)的重要支柱之一．
（1）電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為

 

．
（2）常溫下，某化學(xué)興趣小組在實驗室中，用石墨電極以如圖裝置進行電解某濃度氯化鈉溶液的實驗，電解一段時間后，收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣2.24L．（設(shè)電解前后溶液的體積均為1L，不考慮水的消耗或氣體的溶解）
①電解后溶液中c（OH^-）=

 

mol/L．
②要使溶液恢復(fù)原狀態(tài)，需加入

 

③取電解后的溶液滴入濃度均為0.1mol/L的FeCl₃和CuCl₂的混合溶液中，先生成的沉淀是

 

（填化學(xué)式）（已知：K_sp[Fe（OH）₃]=1.0×10^-38，K_sp[Cu（OH）₂]=4×10^-21）．
（3）氫氧燃料電池往往采用KOH（或NaOH）濃溶液作電解質(zhì)溶液，電極采用多孔石墨棒，兩個電極上分別通入氫氣和氧氣．通入氫氣的電極為：

 

（填“正”、“負”）極，通入氧氣的電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為：

 

．

Answer 1

考點：電解原理,化學(xué)電源新型電池

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）電解飽和食鹽水陽極氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，陰極氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鈉；
（2）①陰極電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑，n（H₂）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，以此計算生成NaOH的物質(zhì)的量，可計算溶液中c（OH^-）；
②用惰性電極電解氯化鈉溶液時，陽極上氯離子放電，產(chǎn)生氯氣，陰極上氫離子放電，析出氫氣，根據(jù)“析出什么加入什么”的原則確定加入的物質(zhì)；
③溶度積越小，越先生成沉淀；
（3）在燃料電池中，負極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，結(jié)合電解質(zhì)環(huán)境來書寫電極反應(yīng)式．

解答： 解：（1）電解飽和食鹽水陽極氯離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氯氣，陰極氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H₂O

通電  .

H₂↑+Cl₂↑+2NaOH，故答案為：2NaCl+2H₂O

通電  .

H₂↑+Cl₂↑+2NaOH；
（2）①陰極電極反應(yīng)為2H⁺+2e^-=H₂↑，n（H₂）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，可知轉(zhuǎn)移0.2mol電子，由總方程式可知2NaCl+2H₂O

通電  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，生成0.2molNaOH，則c（OH^-）=0.2mol/L，故答案為：0.2；
②由①得用惰性電極電解氯化鈉溶液時，陰極上氫離子放電生成0.1mol氫氣，陽極上氯離子放電也生成0.1mol氯氣，所以析出的物質(zhì)相當(dāng)于0.2mol氯化氫，要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到起始狀態(tài)，則應(yīng)該加入0.2molHCl，故答案為：0.2molHCl；
③滴入濃度均為0.1mol/L的FeCl₃和CuCl₂的混合溶液中，因Fe（OH）₃溶度積較小，故先生成的沉淀是Fe（OH）₃，故答案為：Fe（OH）₃；
（3）在燃料電池中，負極上是燃料發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，則通入氫氣的電極為負極；正極上是氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合用KOH（或NaOH）濃溶液作電解質(zhì)溶液，所以電極反應(yīng)式為2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；
故答案為：負；2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-．

點評：本題考查了電極原理的應(yīng)用，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計算能力的考查，注意電極反應(yīng)電極產(chǎn)物分析，電解過程中離子放電順序和定量計算的方法應(yīng)用，題目難度中等．