Question

【题目】I.新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH4和O2，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。

回答下列问题：

（1）甲烷燃料电池负极的电极反应式为________________________。

（2）闭合开关K后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是________，电解氯化钠溶液的总反应离子方程式为__________________________。

II.用NaOH溶液吸收烟气中的SO2，将所得的Na2SO3溶液进行电解，可循环再生NaOH，同时得到H2SO4，其原理如图所示。(电极材料为石墨)

（1）图中a极要连接电源的(填“正”或“负”)________极，C口流出的物质是________。

（2）b电极SO放电的电极反应式为____________。

（3）电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因________________。

Answer 1

【答案】 ） CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O H2 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ 负 硫酸 SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋ H2OH＋＋OH－，在阴极H＋放电生成H2，c(H＋)减小，水的电离平衡正向移动，碱性增强

【解析】I.（1）甲烷燃料电池负极的电极反应式为CH4－8e－＋10OH－===CO＋7H2O。

（2）闭合开关K后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极为阴极，氢离子在阴极上放电得到的H2，电解氯化钠溶液的总反应离子方程式为2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－。

II.由图中信息可知，电解池左室为阴极室、右室为阳极室，所以a、b分别为电源的负极和正极。在阴极通入稀氢氧化钠溶液，电解生成氢气和氢氧化钠；在阳极通入稀硫酸，亚硫酸根通过阴离子交换膜进入阳极室放电生成硫酸。

（1）图中a极要连接电源的负极，C口流出的物质是硫酸。

（2）b电极SO放电的电极反应式为SO－2e－＋H2O===SO＋2H＋。

（3）电解过程中阴极区碱性明显增强，是因为水有电离平衡H2OH＋＋OH－存在，在阴极H＋放电生成H2，c(H＋)减小，水的电离平衡正向移动，碱性增强。