题目内容

氯碱工业是一种高耗能产业,一种将燃料电池与电解池组合的新工艺可节能30%以上,下图是该工艺图示(电极未标出)。下列说法正确的是
A.X为H2,Y这Cl2
B.A池为电解池,且m<n
C.B池为燃料电池,且a<b
D.该工艺优点是燃料电池提供电能且能提高烧碱产品的浓度
CD
如图:

根据图片知,B装置中通入空气和Y,空气作氧化剂,且整个装置是原电池和电解池组合的装置,B能自发的进行氧化还原反应,所以B是原电池,则A是电解池;
A.通过以上分析知,A是电解池,B是原电池,原电池中燃料是氢气,所以Y是氢气,则X是氯气,故A错误;
B.A是电解池,电解氯化钠过程中,氯化钠溶液被电解时生成氯气、氢气和氢氧化钠,所以导致溶液中氯化钠浓度降低,所以m>n,故B错误;
C.B是燃料电池,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,导致正极区域氢氧化钠浓度增大,所以a<b,故C正确;
D.B装置是把化学能转变为电能的装置,属于原电池,且正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,导致正极区域氢氧化钠浓度增大,故D正确;
故选CD.
练习册系列答案
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某课外活动小组同学用如图Ⅰ装置进行实验,试回答下列问题。

图I                        图II
(1)若开始时开关K与a连接,则B极的电极反应式为_____________。
(2)若开始时开关K与b连接,则总反应的离子方程式为_______             ______;
有关上述实验,下列说法正确的是(填序号)_____________。
①溶液中Na+向A极移动
②从A极处逸出的气体能使湿润KI淀粉试纸变蓝
③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
④若标准状况下B极产生2.24 L气体,则溶液中转移0.2 mol电子
(3)该小组同学模仿工业上用离子交换膜法制烧碱的方法,设想用如图Ⅱ装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。
①该电解槽工作时,通过阴离子交换膜的离子数_______(填“大于” “小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因_____              ________。
(4)多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产,其副产物SiCl4的综合利用收到广泛关注。
①SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同),方法为高温下SiCl4与H2和O2反应,产物有两种,化学方程式为                                    
②SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用。一定条件下,在20L恒容密闭容器中的反应:
3 SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)
达平衡后,H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L,若H2全部来源于图Ⅱ离子交换膜法的电解产物,理论上需消耗硫酸钾质量为     kg。

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