Question

以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一．
（1）电解饱和食盐水的化学方程式为

 

．
（2）常温下，某化学兴趣小组在实验室中，用石墨电极以如图装置进行电解某浓度氯化钠溶液的实验，电解一段时间后，收集到标准状况下氢气2.24L．（设电解前后溶液的体积均为1L，不考虑水的消耗或气体的溶解）
①电解后溶液中c（OH^-）=

 

mol/L．
②要使溶液恢复原状态，需加入

 

③取电解后的溶液滴入浓度均为0.1mol/L的FeCl₃和CuCl₂的混合溶液中，先生成的沉淀是

 

（填化学式）（已知：K_sp[Fe（OH）₃]=1.0×10^-38，K_sp[Cu（OH）₂]=4×10^-21）．
（3）氢氧燃料电池往往采用KOH（或NaOH）浓溶液作电解质溶液，电极采用多孔石墨棒，两个电极上分别通入氢气和氧气．通入氢气的电极为：

 

（填“正”、“负”）极，通入氧气的电极上发生的电极反应为：

 

．

Answer 1

考点：电解原理,化学电源新型电池

专题：电化学专题

分析：（1）电解饱和食盐水阳极氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧化钠；
（2）①阴极电极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，n（H₂）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，以此计算生成NaOH的物质的量，可计算溶液中c（OH^-）；
②用惰性电极电解氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电，产生氯气，阴极上氢离子放电，析出氢气，根据“析出什么加入什么”的原则确定加入的物质；
③溶度积越小，越先生成沉淀；
（3）在燃料电池中，负极上是燃料发生失电子的氧化反应，正极上发生得电子的还原反应，结合电解质环境来书写电极反应式．

解答： 解：（1）电解饱和食盐水阳极氯离子失电子发生氧化反应生成氯气，阴极氢离子得到电子发生还原反应生成氢气，反应的化学方程式为2NaCl+2H₂O

通电  .

H₂↑+Cl₂↑+2NaOH，故答案为：2NaCl+2H₂O

通电  .

H₂↑+Cl₂↑+2NaOH；
（2）①阴极电极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑，n（H₂）=

2.24L

22.4L/mol

=0.1mol，可知转移0.2mol电子，由总方程式可知2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，生成0.2molNaOH，则c（OH^-）=0.2mol/L，故答案为：0.2；
②由①得用惰性电极电解氯化钠溶液时，阴极上氢离子放电生成0.1mol氢气，阳极上氯离子放电也生成0.1mol氯气，所以析出的物质相当于0.2mol氯化氢，要使电解质溶液恢复到起始状态，则应该加入0.2molHCl，故答案为：0.2molHCl；
③滴入浓度均为0.1mol/L的FeCl₃和CuCl₂的混合溶液中，因Fe（OH）₃溶度积较小，故先生成的沉淀是Fe（OH）₃，故答案为：Fe（OH）₃；
（3）在燃料电池中，负极上是燃料发生失电子的氧化反应，则通入氢气的电极为负极；正极上是氧气得电子发生还原反应，结合用KOH（或NaOH）浓溶液作电解质溶液，所以电极反应式为2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-；
故答案为：负；2H₂O+O₂+4e^-═4OH^-．

点评：本题考查了电极原理的应用，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意电极反应电极产物分析，电解过程中离子放电顺序和定量计算的方法应用，题目难度中等．