Question

【题目】为探究原电池和电解池的工作原理，某研究性小组分别用如图所示装置进行实验。

(1)甲装置中，a电极的反应式为________________________________________。

(2)乙装置中，阴极区产物为_________________________。

(3)丙装置是一种家用环保型消毒液发生器。外接电源a为_____________(填“正”或“负”)极，该装置内发生反应的化学方程式为___________________________________________________________________。

(4)若甲装置作为乙装置的电源，一段时间后，甲中消耗气体与乙中产生气体的物质的量之比为____________(不考虑气体的溶解)。

Answer 1

【答案】H2-2e-+2OH-=2H2O氢氧化钠和氢气负2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O3:4

【解析】

（1）甲装置中，a电极通入的是氢气，因此a电极是负极，发生氧化反应。（2）乙装置是电解饱和食盐水，阴极是溶液中的氢离子放电产生氢气，同时使水的电离平衡正向移动，从而产生氢氧根离子；（3）丙装置是一种家用环保型消毒液发生器，电解饱和食盐水生成氢氧化钠和氯气、氢气，氯气和氢氧化钠反应生成具有消毒作用的次氯酸钠，为使氯气与氢氧化钠充分反应，下端电极生成氯气，所以电源a为负极。

（4）若甲装置作为乙装置的电源，因此满足电子转移守恒。每消耗2mol氢气同时消耗1mol氧气，转移4mol电子。而在乙装置中可以产生2mol氢气和2mol氯气，所以一段时间后，甲中消耗气体与乙中产生气体的物质的量之比为3:4。

（1）甲装置是氢氧燃料电池，a电极通入的是氢气，a电极是负极，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O；

（2）乙装置是电解饱和食盐水，阴极是溶液中的氢离子放电产生氢气，同时使水的电离平衡正向移动，从而产生氢氧根离子，钠离子向阴极运动，所以阴极区产物为NaOH和H2；

（3）丙装置是一种家用环保型消毒液发生器，电解饱和食盐水生成氢氧化钠和氯气、氢气，氯气和氢氧化钠反应生成具有消毒作用的次氯酸钠，为使氯气与氢氧化钠充分反应，下端电极生成氯气，所以电源a为负极，该装置内发生反应的化学方程式为2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；

（4）若甲装置作为乙装置的电源，因此满足电子转移守恒。每消耗2mol氢气同时消耗1mol氧气，转移4mol电子。而在乙装置中可以产生2mol氢气和2mol氯气，所以一段时间后，甲中消耗气体与乙中产生气体的物质的量之比为3:4。