题目内容
【题目】以CH3OH燃料电池为电源电解法制取ClO2。二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。
(1)CH3OH燃料电池放电过程中,通入O2的电极附近溶液的pH______(填“增大”、“减小”或“不变”),负极反应式为______。
(2)图中电解池用石墨作电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。阳极产生ClO2的反应式为______。
(3)电解一段时间,从阴极处收集到的气体比阳极处收集到气体多6.72L时(标准状况,忽略生成的气体溶解),停止电解,通过阳离子交换膜的阳离子为______mol。
(4)在阴极室中加入少量的NaOH的作用是______。
【答案】增大 1 增强水的导电性,加快电解速率
【解析】
燃料电池,将燃料通入负极,失电子,发生氧化反应,将氧气通入正极,得电子,发生还原反应;电解池,与正极相连的电极为阳极,失电子,发生氧化反应,与负极相连的电极为阴极,得电子,发生还原反应,据此分析回答。
(1)燃料电池放电过程中,通入的电极是正极,氧气得到电子转化为氢氧根,则附近溶液的pH增大;甲醇通入负极,负极失电子,被氧化,发生的反应为:,故答案为:增大;;
(2)电解池中阳极失去电子,则阳极氯离子放电,产生的反应式为:,故答案为:;
(3)电解一段时间,从阴极处收集到的气体比阳极处收集到气体多时标准状况,忽略生成的气体溶解,多出的气体是氢气,物质的量,设阳极产生的气体是xmol,则根据电子得失守恒可知,解得,即转移1mol电子,钠离子通过阳离子交换膜,所以通过阳离子交换膜的阳离子为1mol,故答案为:1;
(4)在阴极室中加入少量的NaOH,可增强水的导电性,加快电解速率,故答案为:增强水的导电性,加快电解速率。