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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

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时间:2024-08-17 13:35:05
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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【专家解说】:(1)正极 从左向右
(2)10
(3)c>

【专家解说】:(1)正极    从左向右     (2)10    (3)c>a>b   
(4) NiO(OH)+H 2 O+ e - = Ni(OH) 2 + OH -

试题分析:分析题给装置图知,该装置是以碱性氢氧燃料电池电解饱和食盐水的装置; (1)根据燃料电池的工作原理:负极是燃料氢气发生失电子的氧化反应,正极是氧气发生得电子得还原反应,则通空气的电极为正极;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; (2)电解池中产生20mol Cl 2 ,依据电子守恒,结合电极反应式O 2 +4e - +2H 2 O=4OH - ,4Cl - -4e - =2Cl 2 ↑,计算得到生成氧气10mol; (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%小于c%,负极氢气失电子生成氢离子消耗氢氧根离子,所以b%<a%,得到b%<a%<c%,即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 ,镍元素的化合价由+3价降为+2价,发生还原反应,作正极,电极反应式为NiO(OH)+H 2 O+ e - = Ni(OH) 2 + OH - 。
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