Question

【題目】(1)某課外活動小組同學(xué)用圖一裝置進行實驗，試回答下列問題：

①若開始時開關(guān)K與a連接，則鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的______腐蝕。

②若開始時開關(guān)K與b連接，則總反應(yīng)的離子方程式為______。

(2)芒硝化學(xué)式為Na2SO410H2O，無色晶體，易溶于水，是一種分布很廣泛的硫酸鹽礦物。該小組同學(xué)設(shè)想，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，用圖二所示裝置電解硫酸鈉溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鈉，無論從節(jié)省能源還是從提高原料的利用率而言都更加符合綠色化學(xué)理念。

①該電解槽的陽極的電極反應(yīng)式為_____。

②制得的氫氧化鈉溶液從出口（填“A”、“B”、“C”或“D”）______導(dǎo)出。

③若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池，則電池正極的電極反應(yīng)式為______。已知H2的燃燒熱為285.8kJmol﹣1，則該燃料電池工作產(chǎn)生27g H2O（l）時，理論上有______ kJ的能量轉(zhuǎn)化為電能。

Answer 1

【答案】 吸氧 2Cl﹣+ 2H2O 2OH﹣+ H2↑ + Cl2↑ 4OH﹣- 4e﹣ = O2 + 2H2O D O2 + 4e﹣+ 2H2O = 4OH﹣ 428.7

【解析】本題主要考查原電池和電解池原理。

(1)①若開始時開關(guān)K與a連接，組成原電池，飽和食鹽水是中性溶液，則鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕中的吸氧腐蝕。

②若開始時開關(guān)K與b連接，組成電解池，電解飽和食鹽水，則總反應(yīng)的離子方程式為2Cl﹣+ 2H2O 2OH﹣+ H2↑ + Cl2↑。

(2)①該電解槽的陽極的電極反應(yīng)式為4OH﹣- 4e﹣ = O2 + 2H2O。

②右邊是陰極區(qū)，氫氧化鈉在陰極區(qū)生成，所以制得的氫氧化鈉溶液從出口D導(dǎo)出。

③正極發(fā)生還原反應(yīng)，電池正極的電極反應(yīng)式為O2 + 4e﹣+ 2H2O = 4OH﹣。已知H2的燃燒熱為285.8kJmol﹣1，則該燃料電池工作產(chǎn)生27g即1.5mol H2O（l）時，理論上有1.5×285.8kJ=428.7kJ的能量轉(zhuǎn)化為電能。