Question

【題目】為探究原電池和電解池的工作原理，某研究性小組分別用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(1)甲裝置中，a電極的反應(yīng)式為________________________________________。

(2)乙裝置中，陰極區(qū)產(chǎn)物為_________________________。

(3)丙裝置是一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器。外接電源a為_____________(填“正”或“負(fù)”)極，該裝置內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________________________。

(4)若甲裝置作為乙裝置的電源，一段時(shí)間后，甲中消耗氣體與乙中產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為____________(不考慮氣體的溶解)。

Answer 1

【答案】H2-2e-+2OH-=2H2O氫氧化鈉和氫氣負(fù)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O3:4

【解析】

（1）甲裝置中，a電極通入的是氫氣，因此a電極是負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)。（2）乙裝置是電解飽和食鹽水，陰極是溶液中的氫離子放電產(chǎn)生氫氣，同時(shí)使水的電離平衡正向移動(dòng)，從而產(chǎn)生氫氧根離子；（3）丙裝置是一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉和氯氣、氫氣，氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成具有消毒作用的次氯酸鈉，為使氯氣與氫氧化鈉充分反應(yīng)，下端電極生成氯氣，所以電源a為負(fù)極。

（4）若甲裝置作為乙裝置的電源，因此滿足電子轉(zhuǎn)移守恒。每消耗2mol氫氣同時(shí)消耗1mol氧氣，轉(zhuǎn)移4mol電子。而在乙裝置中可以產(chǎn)生2mol氫氣和2mol氯氣，所以一段時(shí)間后，甲中消耗氣體與乙中產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為3:4。

（1）甲裝置是氫氧燃料電池，a電極通入的是氫氣，a電極是負(fù)極，電極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-=2H2O；

（2）乙裝置是電解飽和食鹽水，陰極是溶液中的氫離子放電產(chǎn)生氫氣，同時(shí)使水的電離平衡正向移動(dòng)，從而產(chǎn)生氫氧根離子，鈉離子向陰極運(yùn)動(dòng)，所以陰極區(qū)產(chǎn)物為NaOH和H2；

（3）丙裝置是一種家用環(huán)保型消毒液發(fā)生器，電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉和氯氣、氫氣，氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成具有消毒作用的次氯酸鈉，為使氯氣與氫氧化鈉充分反應(yīng)，下端電極生成氯氣，所以電源a為負(fù)極，該裝置內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；

（4）若甲裝置作為乙裝置的電源，因此滿足電子轉(zhuǎn)移守恒。每消耗2mol氫氣同時(shí)消耗1mol氧氣，轉(zhuǎn)移4mol電子。而在乙裝置中可以產(chǎn)生2mol氫氣和2mol氯氣，所以一段時(shí)間后，甲中消耗氣體與乙中產(chǎn)生氣體的物質(zhì)的量之比為3:4。