Question

5．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，相關流程如圖所示（電極未標出）：

回答下列有關問題：
（1）通入空氣的電極為正極（寫電極名稱）；燃料電池中陽離子的移動方向從左向右（填“從左向右”或或“從右向左”）；
（2）電解池中產生20mol Cl₂，理論上燃料電池中消耗10mol O₂；
（3）a、b、c的大小關系為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NiO（OH）轉化為Ni（OH）₂，該電池放電時正極反應式是NiO（OH）+H₂O+e^-=Ni（OH）₂+OH^-．

Answer 1

分析 （1）燃料電池中燃料做負極發(fā)生氧化反應，氧氣在正極發(fā)生還原反應，原電池中陽離子移向正極；
（2）結合原電池和電解池電極反應中的電子守恒計算；
（3）燃料電池中正極氧氣得到電子產生OH^-，所以反應后氫氧化鈉的濃度升高，負極氫氣失電子生成氫離子消耗氫氧根離子，據此回答；
（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NiO（OH）轉化為Ni（OH）₂，鎳元素化合價+3價編號為+2價發(fā)生還原反應做正極，結合電荷守恒和原子守恒配書寫電極反應．

解答 解：（1）負極失燃料氫氣失電子發(fā)生氧化反應，正極是氧氣得到電子發(fā)生還原反應，銅空氣的電極為正極，原電池中陽離子交換膜使陽離子通過，陽離子移向正極，從左向右，
故答案為：正極；從左向右；
（2）電解池中生成20mol氯氣，電子守恒結合電極反應得到O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，4Cl^--4e^-=2Cl₂↑，生成20mol氯氣消耗氧氣10mol，
故答案為：10；
（3）燃料電池中的離子膜只允許陽離子通過，而燃料電池中正極氧氣得到電子產生OH^-，所以反應后氫氧化鈉的濃度升高，即a%大于b%，負極氫氣失電子生成氫離子消耗氫氧根離子，所以c%＞a%，得到c%＞a%＞b%，
故答案為：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NiO（OH）轉化為Ni（OH）₂，鎳元素化合價+3價編號為+2價發(fā)生還原反應做正極，電極反應為：NiO（OH）+H₂O+e^-=Ni（OH）₂+OH^-，
故答案為：NiO（OH）+H₂O+e^-=Ni（OH）₂+OH^-；

點評 本題考查原電池與電解池，明確電極的判斷及發(fā)生的電極反應為解答的關鍵，注意利用電子守恒進行計算，注重基礎知識的考查，題目難度中等．