Question

【題目】鋁和氫氧化鈉都是重要的工業產品。請回答：

(1)工業冶煉鋁的化學方程式是___________________________________________。

(2)可用陽離子交換膜法電解飽和食鹽水制NaOH，其工作原理如左下圖所示。

①請寫出A、B兩處物質的名稱或化學式：A___________________、B____________________

②請寫出電解食鹽水的離子方程式__________________________________________

(3)以鎂條、鋁片為電極，以NaOH溶液為電解質溶液設計的原電池如上中圖。

①負極材料為________(填Mg或Al)。

②該原電池的總反應式為____________________________________________

(4)鋁—空氣燃料電池可用于電動汽車，通常以NaOH溶液為電解液，鋁合金為負極，通入空氣的極為正極(如右上圖)，則

負極的電極反應式為__________________________________；

正極的電極反應式為___________________________________。

Answer 1

【答案】2Al2O3 4Al +3O2 ↑ 濃NaCl 濃NaOH 2NaCl+2H2O=電解=2NaOH+H2↑+Cl2↑ Al 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 2Al-6e-+6OH-=Al2O3+3H2O O2+4e-+2H2O=4OH-

【解析】

（1）工業冶煉鋁為電解熔融的Al2O3，方程式為2Al2O3 4Al +3O2 ↑；

（2）陽離子交換法電解NaCl，陽極失電子得到Cl2，陰極得電子得到H2，根據圖可以分析，將濃NaCl通入A側，稀NaOH通入B側，可以得到濃NaOH，故A通入的是濃NaCl，B流出的是濃NaOH。電解食鹽水的方程式為2NaCl+2H2O=電解=2NaOH+H2↑+Cl2↑。

（3）以鎂條、鋁片為電極，以NaOH溶液為電解質溶液設計的原電池，因為Al可以和NaOH發生反應，故Al為負極，Mg為正極，電極總反應為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

（4）鋁—空氣燃料電池可用于電動汽車，通常以NaOH溶液為電解液，鋁合金為負極，通入空氣的極為正極，總反應為4Al+3O2=2Al2O3，負極反應為2Al-6e-+6OH-=Al2O3+3H2O，正極方程式為O2+4e-+2H2O=4OH-。