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，是國際上公認的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。

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

（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。陽極產生ClO2的反應式為______。

（3）電解一段時間，從陰極處收集到的氣體比陽極處收集到氣體多6.72L時（標準狀況，忽略生成的氣體溶解），停止電解，通過陽離子交換膜的陽離子為______mol。

（4）在陰極室中加入少量的NaOH的作用是______。

Answer 1

【答案】增大 1 增強水的導電性，加快電解速率

【解析】

燃料電池，將燃料通入負極，失電子，發生氧化反應，將氧氣通入正極，得電子，發生還原反應；電解池，與正極相連的電極為陽極，失電子，發生氧化反應，與負極相連的電極為陰極，得電子，發生還原反應，據此分析回答。

（1）燃料電池放電過程中，通入的電極是正極，氧氣得到電子轉化為氫氧根，則附近溶液的pH增大；甲醇通入負極，負極失電子，被氧化，發生的反應為：，故答案為：增大；；

（2）電解池中陽極失去電子，則陽極氯離子放電，產生的反應式為：，故答案為：；

（3）電解一段時間，從陰極處收集到的氣體比陽極處收集到氣體多時標準狀況，忽略生成的氣體溶解，多出的氣體是氫氣，物質的量，設陽極產生的氣體是xmol，則根據電子得失守恒可知，解得，即轉移1mol電子，鈉離子通過陽離子交換膜，所以通過陽離子交換膜的陽離子為1mol，故答案為：1；

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