Question

【題目】I.新型高效的甲烷燃料電池采用鉑為電極材料，兩電極上分別通入CH4和O2，電解質(zhì)為KOH溶液。某研究小組將兩個(gè)甲烷燃料電池串聯(lián)后作為電源，進(jìn)行飽和氯化鈉溶液電解實(shí)驗(yàn)，如圖所示。

回答下列問題：

（1）甲烷燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為________________________。

（2）閉合開關(guān)K后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生，其中b電極上得到的是________，電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)離子方程式為__________________________。

II.用NaOH溶液吸收煙氣中的SO2，將所得的Na2SO3溶液進(jìn)行電解，可循環(huán)再生NaOH，同時(shí)得到H2SO4，其原理如圖所示。(電極材料為石墨)

（1）圖中a極要連接電源的(填“正”或“負(fù)”)________極，C口流出的物質(zhì)是________。

（2）b電極SO放電的電極反應(yīng)式為____________。

（3）電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強(qiáng)，用平衡移動(dòng)原理解釋原因________________。

Answer 1

【答案】 ） CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O H2 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 負(fù) 硫酸 SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋ H2OH＋＋OH－，在陰極H＋放電生成H2，c(H＋)減小，水的電離平衡正向移動(dòng)，堿性增強(qiáng)

【解析】I.（1）甲烷燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。

（2）閉合開關(guān)K后，a、b電極上均有氣體產(chǎn)生，其中b電極為陰極，氫離子在陰極上放電得到的H2，電解氯化鈉溶液的總反應(yīng)離子方程式為2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。

II.由圖中信息可知，電解池左室為陰極室、右室為陽極室，所以a、b分別為電源的負(fù)極和正極。在陰極通入稀氫氧化鈉溶液，電解生成氫氣和氫氧化鈉；在陽極通入稀硫酸，亞硫酸根通過陰離子交換膜進(jìn)入陽極室放電生成硫酸。

（1）圖中a極要連接電源的負(fù)極，C口流出的物質(zhì)是硫酸。

（2）b電極SO放電的電極反應(yīng)式為SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋。

（3）電解過程中陰極區(qū)堿性明顯增強(qiáng)，是因?yàn)樗�有電離平衡H2OH＋＋OH－存在，在陰極H＋放電生成H2，c(H＋)減小，水的電離平衡正向移動(dòng)，堿性增強(qiáng)。