题目内容

5．有一种节能的氯碱工业新工艺，将电解池与燃料电池相组合，相关流程如图所示（电极未标出）：

回答下列有关问题：
（1）通入空气的电极为正极（写电极名称）；燃料电池中阳离子的移动方向从左向右（填“从左向右”或或“从右向左”）；
（2）电解池中产生20mol Cl2，理论上燃料电池中消耗10mol O2；
（3）a、b、c的大小关系为c＞a＞b；
（4）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2，该电池放电时正极反应式是NiO（OH）+H2O+e-=Ni（OH）2+OH-．

分析 （1）燃料电池中燃料做负极发生氧化反应，氧气在正极发生还原反应，原电池中阳离子移向正极；
（2）结合原电池和电解池电极反应中的电子守恒计算；
（3）燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，负极氢气失电子生成氢离子消耗氢氧根离子，据此回答；
（4）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2，镍元素化合价+3价编号为+2价发生还原反应做正极，结合电荷守恒和原子守恒配书写电极反应．

解答 解：（1）负极失燃料氢气失电子发生氧化反应，正极是氧气得到电子发生还原反应，铜空气的电极为正极，原电池中阳离子交换膜使阳离子通过，阳离子移向正极，从左向右，
故答案为：正极；从左向右；
（2）电解池中生成20mol氯气，电子守恒结合电极反应得到O2+2H2O+4e-=4OH-，4Cl--4e-=2Cl2↑，生成20mol氯气消耗氧气10mol，
故答案为：10；
（3）燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%大于b%，负极氢气失电子生成氢离子消耗氢氧根离子，所以c%＞a%，得到c%＞a%＞b%，
故答案为：c＞a＞b；
（4）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2，镍元素化合价+3价编号为+2价发生还原反应做正极，电极反应为：NiO（OH）+H2O+e-=Ni（OH）2+OH-，
故答案为：NiO（OH）+H2O+e-=Ni（OH）2+OH-；

点评 本题考查原电池与电解池，明确电极的判断及发生的电极反应为解答的关键，注意利用电子守恒进行计算，注重基础知识的考查，题目难度中等．

练习册系列答案
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16．有aW、bX、cY、dZ四种短周期元素，已知d-c=c-b=b-a=5，且W、X、Y的最外层电子数总和大于Z的最外层电子数．下列说法不正确的是（　　）
A．W元素的单质常温下是气体
B．X是蛋白质的组成元素之一
C．Y元素的单质能与冷水发生剧烈反应
D．Z元素的气态氢化物的水溶液呈酸性
18．下列实验能达到预期目的是（　　）
①可用灼烧的方法鉴别蚕丝、羊毛织物
②用浓硝酸验证面筋的主要成分是蛋白质
③用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸、乙醇
④用溴水或酸性高锰酸钾溶液验证石蜡油裂化的产物中含有烯烃
⑤只用新制的Cu（OH）2 悬浊液试剂就可以鉴别乙酸溶液、葡萄糖溶液、蔗糖溶液．
A．只有①③④⑤B．只有①④⑤C．只有②③④⑤D．只有②③④
15．化学与生产、生活密切相关．下列说法正确的是（　　）
A．砒霜的主要成分是三硫化二砷
B．水分子间的氢键是一种特殊的化学键
C．过量服用阿司匹林引起酸中毒后，可用静脉注射NaHCO3溶液的方法解毒
D．铜单质制成的“纳米铜”在空气中能燃烧，说明“纳米铜”的金属性比铜片强
2．氯及其化合物在生产、生活中有很多用途．
Ⅰ二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制氯气，氯气与铁反应制取氯化铁，其装置如下（所通气休过量并充分反应）

请回答下列问题：
（l）装置A中发生反应的离了方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O
（2）装置B中的试剂为饱和食盐水，装置C的作用是干燥氯气，防止生成的FeCl3发生水解
（3）反应开始后，装置D中玻璃管内的现象为有棕（红）色的烟生成；可以检验生成物中Fe3+的试剂是KSCN溶液．
（4）某同学猜测铁与氯气反应可能还会生成氯化亚铁，为了探究生成物中是否氯化亚铁（假设铁已完全反应）．请你设计实验方案：
Ⅱ．二氧化氯（ClO2）是一种高效消毒剂，可用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2，其中用H2O2作还原剂制备ClO2更环保，主要原因是H2O2做还原剂时氧化产物为O2，而盐酸作还原剂时则产生污染性气体Cl2．
10．如图是Ca（OH）2在温度分别为T1、T2时的沉淀溶解平衡曲线[图中浓度单位为mol•L-1，温度为T1时Ca（OH）2的Ksp=4×10-6，$\root{3}{4}$≈1.6]．下列说法正确的是（　　）
A．温度：T1＜T2
B．温度为T1时，P点分散系中分散质粒子直径均小于1nm
C．Q点的溶液中c（OH-）约为0.0125mol•L-1
D．加水稀释时溶液碱性减弱，Z点溶液可转化为Q点溶液
17．乙醇分子中不同的化学键如图：关于乙醇在各种不同反应中断裂键的说明不正确的是（　　） 
A．和金属钠反应时键④断裂
B．和氢溴酸反应时键②断裂
C．和浓硫酸共热140℃时键③或键④断裂；170℃时键①③断裂
D．在Ag催化下和O2反应键②④断裂
14．一种测定水样中溴离子的浓度的实验步骤如下：
①向锥形瓶中加入处理后的水样25.00mL，加入几滴NH4Fe（SO4）2溶液．
②加入V1mL c1mol•L-1 AgNO3溶液（过量），充分摇匀．
③用c2mol•L-1KSCN标准溶液进行滴定，至终点时消耗标准溶液V2mL．
（已知：Ksp（AgBr）=7.7×10-13，Ag++SCN-═AgSCN（白色）↓，Ksp（AgSCN）=1×10-12）下列说法不正确的是（　　）
A．滴定终点时，溶液变为红色
B．该滴定法需在碱性条件下进行
C．AgBr（s）+SCN-?AgSCN（s）+Br-（aq）的平衡常数K=0.77
D．该水样中溴离子浓度为：c（Br-）=$\frac{（{c}_{1}{V}_{1}-{c}_{2}{V}_{2}）}{25.00}$mol/L
15．卤块的主要成分是MgCl2，此外还含有Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子．若以它为原料按如图所示工艺流程进行生产，可制得轻质氧化镁．

要求产品尽量不含杂质，而且生产成本较低，请根据表中提供的资料，回答下列问题．
原料价格表
             物质         价格/（元•吨-1）
漂液（含25.2%NaClO）            450
双氧水（30%H2O2）            2400
烧碱（含98%NaOH）            2100
纯碱（含99.5%Na2CO3）            600
（1）在步骤②中加入的试剂X，最佳的选择是漂液，其作用是将亚铁离子氧化成三价铁离子；
（2）在步骤④中加入的试剂Y是碳酸钠；
（3）在步骤⑤中发生反应的化学方程式是H2O+MgCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mg（OH）2+CO2↑．

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