Question

工業(yè)上用電解飽和NaCl溶液的方法來制取NaOH、H₂和Cl₂，并以它們?yōu)樵�料生產(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，稱為氯堿工業(yè)．

（1）氯堿廠的鹽酸車間可用氯氣、氫氣為原料進(jìn)行生產(chǎn)，試寫出其化合的化學(xué)方程式

 

．
（2）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，其相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示，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圖中X、Y分別是

 

、

 

，分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)a%與b%的大小

 

；
②分別寫出燃料電池B中的電極反應(yīng)，正極：

 

； 負(fù)極：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：氯堿工業(yè)

專題：

分析：（1）根據(jù)氫氣和氯氣在點(diǎn)燃的條件下發(fā)生生成氯化氫來書寫；
（2）在燃料電池中，通入空氣的極是正極，氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，通入燃料的極是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，結(jié)合電解質(zhì)溶液是氫氧化鈉溶液，即可寫出電極反應(yīng)式，氫氧燃料電池最后產(chǎn)生的是水，能將電解質(zhì)稀釋，據(jù)此回答判斷．

解答： 解：（1）氫氣和氯氣在點(diǎn)燃的條件下發(fā)生生成氯化氫，化學(xué)方程式為：H₂+Cl₂

點(diǎn)燃  .

2HCl，故答案為：H₂+Cl₂

點(diǎn)燃  .

2HCl；
（2）①由于在燃料電池中氧氣在正極放電，可燃性氣體在負(fù)極放電，所以通入空氣的極是正極，則通入可燃性氣體Y的極是負(fù)極，根據(jù)在氯堿工業(yè)中，電解食鹽水除了生成NaOH還生成氯氣和氫氣，和空氣形成燃料電池的為氫氣，即Y是氫氣，則X是氯氣，氫氧燃料電池最后產(chǎn)生的是水，所以a%小于b%，故答案為：Cl₂；H₂；b%＞a%；
②在燃料電池中，氧氣在正極放電，由于電解質(zhì)溶液為氫氧化鈉溶液，故正極的電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
氫氣在負(fù)極失電子，由于電解質(zhì)溶液為氫氧化鈉溶液，故負(fù)極的電極反應(yīng)式為：2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O，
故答案為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生電解池的工作原理以及應(yīng)用知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，綜合性強(qiáng)，難度適中．