Question

【題目】以CH3OH燃料電池為電源電解法制取ClO2。二氧化氯(ClO2)為一種黃綠色氣體，是國(guó)際上公認(rèn)的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。

（1）CH3OH燃料電池放電過(guò)程中，通入O2的電極附近溶液的pH______（填“增大”、“減小”或“不變”），負(fù)極反應(yīng)式為______。

（2）圖中電解池用石墨作電極，在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2。陽(yáng)極產(chǎn)生ClO2的反應(yīng)式為______。

（3）電解一段時(shí)間，從陰極處收集到的氣體比陽(yáng)極處收集到氣體多6.72L時(shí)（標(biāo)準(zhǔn)狀況，忽略生成的氣體溶解），停止電解，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的陽(yáng)離子為______mol。

（4）在陰極室中加入少量的NaOH的作用是______。

Answer 1

【答案】增大 1 增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，加快電解速率

【解析】

燃料電池，將燃料通入負(fù)極，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，將氧氣通入正極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)；電解池，與正極相連的電極為陽(yáng)極，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，與負(fù)極相連的電極為陰極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此分析回答。

（1）燃料電池放電過(guò)程中，通入的電極是正極，氧氣得到電子轉(zhuǎn)化為氫氧根，則附近溶液的pH增大；甲醇通入負(fù)極，負(fù)極失電子，被氧化，發(fā)生的反應(yīng)為：，故答案為：增大；；

（2）電解池中陽(yáng)極失去電子，則陽(yáng)極氯離子放電，產(chǎn)生的反應(yīng)式為：，故答案為：；

（3）電解一段時(shí)間，從陰極處收集到的氣體比陽(yáng)極處收集到氣體多時(shí)標(biāo)準(zhǔn)狀況，忽略生成的氣體溶解，多出的氣體是氫氣，物質(zhì)的量，設(shè)陽(yáng)極產(chǎn)生的氣體是xmol，則根據(jù)電子得失守恒可知，解得，即轉(zhuǎn)移1mol電子，鈉離子通過(guò)陽(yáng)離子交換膜，所以通過(guò)陽(yáng)離子交換膜的陽(yáng)離子為1mol，故答案為：1；

（4）在陰極室中加入少量的NaOH，可增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，加快電解速率，故答案為：增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，加快電解速率。