Question

有一種節(jié)能的氯堿工業(yè)新工藝，將電解池與燃料電池相組合，相關(guān)流程如圖所示(電極未標(biāo)出)：

回答下列有關(guān)問(wèn)題：
（1）通入空氣的電極為                  (寫電極名稱)。燃料電池中陽(yáng)離子的移動(dòng)方向                     (“從左向右”或“從右向左”)。
（2）電解池中產(chǎn)生20 mol Cl₂，理論上燃料電池中消耗                     mol O₂。
（3）a、b、c的大小關(guān)系為：                    。
（4）以Al和NiO(OH)為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時(shí)NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)₂，該電池放電時(shí)正極反應(yīng)式是                                         。

Answer 1

（1）正極    從左向右    （2）10   （3）c＞a＞b   
（4） NiO(OH)+H₂O+ e^－= Ni(OH)₂+ OH^－

試題分析：分析題給裝置圖知，該裝置是以堿性氫氧燃料電池電解飽和食鹽水的裝置；（1）根據(jù)燃料電池的工作原理：負(fù)極是燃料氫氣發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，正極是氧氣發(fā)生得電子得還原反應(yīng)，則通空氣的電極為正極；原電池中，陽(yáng)離子交換膜使陽(yáng)離子通過(guò)，陽(yáng)離子移向正極，從左向右；（2）電解池中產(chǎn)生20mol Cl₂，依據(jù)電子守恒，結(jié)合電極反應(yīng)式O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，4Cl^--4e^-=2Cl₂↑，計(jì)算得到生成氧氣10mol；（3）燃料電池中的離子膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，而燃料電池中正極氧氣得到電子產(chǎn)生OH^-，所以反應(yīng)后氫氧化鈉的濃度升高，即a%小于c%，負(fù)極氫氣失電子生成氫離子消耗氫氧根離子，所以b%＜a%，得到b%＜a%＜c%，即c＞a＞b；（4）以Al和NiO(OH)為電極，NaOH溶液為電解液組成一種新型電池，放電時(shí)NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)₂，鎳元素的化合價(jià)由+3價(jià)降為+2價(jià)，發(fā)生還原反應(yīng)，作正極，電極反應(yīng)式為NiO(OH)+H₂O+ e^－= Ni(OH)₂+ OH^－。