Question

（1）航天技术上使用的氢―氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢―氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应为： 2H₂ + O₂ = 2 H₂O 。酸式氢―氧燃料电池的电解质是酸，其负极反应可表示为： 2H₂ 4e^- = 4 H⁺，其正极反应表示为___________                      ；碱式氢―氧燃料电池中的电解质是碱，其正极反应表示为： O₂ +2H₂O+4e^-=4OH^-，则其负极反应可表示为：    

  

（2）铅蓄电池是典型的可充型电池，它的正负极格板是惰性材料，正极板上覆盖PbO₂，

负极板上覆盖Pb，电解质是硫酸。电池总反应式为：

Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-2PbSO₄+2H₂O

请回答下列问题（不考虑氢、氧的氧化还原）：

放电时：正极的电极反应式是__________________________                         

充电时：阴极的电极反应式是                                                  

（3）现代工业上主要采用离子交换膜法电解饱和食盐水制取H₂、Cl₂、NaOH。请

回答下列问题：

①该过程总的离子反应方程式为：                                        

 电解之前，食盐水需要精制，目的是除去粗盐中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质离子，使

用的试剂有：a．Na₂CO₃溶液，b．Ba(OH)₂溶液，c．稀盐酸， 其合理的加入顺序为

_________________（填试剂序号）。 

②离子交换膜的作用是                                    。

③现设计一电解装置如右图，用离子交换膜A和B将电解槽分为I、II、

 Ⅲ三个区域，A为“阳离子交换膜”，它有一特殊的功能――只允许阳

离子通过，但阻止阴离子和气体通过，而B是“阴离子交换膜”，它只

允许阴离子通过，可阻止阳离子和气体通过，电极均为惰性电极。若在I区投入Na₂SO₄

溶液，通电电解。阴极的电极反应式为_____________________________，

Answer 1

（1）正极：O₂ + 4H⁺ + 4e^- = 2H₂O　　　　　　　　　　　　 （1分）

负极：2H₂ + 4OH^-－ 4e^- = 4H₂O　　　　　　　　　　 （1分）

（2）放电时：正极的电极反应式是：PbO₂+2e^-+ SO₄^2-+ 4H⁺ =PbSO₄+2H₂O（1分）

　 充电时：阴极的电极反应式是：PbSO₄+2e^-= Pb+ SO₄^2-　　 （1分）

（3）①该过程总的离子反应方程式为：

2Cl^- + 2 H₂O Cl₂↑+ H₂↑+2OH^-　　　　　　　　　　　 （2分）

b a c　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 （1分）

②离子交换膜的作用是：防止氯气与氢气混合爆炸，防止氯气与氢氧化钠反应

降低产量　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （2分）

③阴极的电极反应式为：

　 2H₂O+ 2e^- = H₂+2OH^-　　　　　　　　　　　　　　　 （1分）