Question

工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、H₂和Cl₂，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业．

（1）氯碱厂的盐酸车间可用氯气、氢气为原料进行生产，试写出其化合的化学方程式

 

．
（2）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30%以上，其相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过．

①图中X、Y分别是

 

、

 

，分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小

 

；
②分别写出燃料电池B中的电极反应，正极：

 

； 负极：

 

．

Answer 1

考点：氯碱工业

专题：

分析：（1）根据氢气和氯气在点燃的条件下发生生成氯化氢来书写；
（2）在燃料电池中，通入空气的极是正极，氧气发生得电子的还原反应，通入燃料的极是负极，发生氧化反应，结合电解质溶液是氢氧化钠溶液，即可写出电极反应式，氢氧燃料电池最后产生的是水，能将电解质稀释，据此回答判断．

解答： 解：（1）氢气和氯气在点燃的条件下发生生成氯化氢，化学方程式为：H₂+Cl₂

点燃  .

2HCl，故答案为：H₂+Cl₂

点燃  .

2HCl；
（2）①由于在燃料电池中氧气在正极放电，可燃性气体在负极放电，所以通入空气的极是正极，则通入可燃性气体Y的极是负极，根据在氯碱工业中，电解食盐水除了生成NaOH还生成氯气和氢气，和空气形成燃料电池的为氢气，即Y是氢气，则X是氯气，氢氧燃料电池最后产生的是水，所以a%小于b%，故答案为：Cl₂；H₂；b%＞a%；
②在燃料电池中，氧气在正极放电，由于电解质溶液为氢氧化钠溶液，故正极的电极反应式为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；
氢气在负极失电子，由于电解质溶液为氢氧化钠溶液，故负极的电极反应式为：2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O，
故答案为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；2H₂+4OH^--4e^-=4H₂O．

点评：本题考查学生电解池的工作原理以及应用知识，属于综合知识的考查，综合性强，难度适中．