Question

【題目】電化學(xué)方法是化工生產(chǎn)及生活中常用的一種方法。回答下列問題：

（1）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。目前已開發(fā)出用電解法制取ClO2的新工藝如右圖所示。

①圖中用石墨作電極，在一定條件下電解飽和食鹽水制取ClO2。產(chǎn)生ClO2的電極應(yīng)連接電源的______（填“正極”或“負(fù)極”），對(duì)應(yīng)的電極反應(yīng)式為_____________________。

②a極區(qū)pH________（填“增大”、“減小”或“不變”）。

③圖中應(yīng)使用_______（填“陰”或“陽”）離子交換膜。

（2）燃料電池因具有發(fā)電效率高、環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)而備受人們關(guān)注。某燃料電池以足量NaOH溶液為電解質(zhì)，以甲烷為燃料，空氣為氧化劑，以具有催化作用和導(dǎo)電性能的某金屬材料為電極，則電池的負(fù)極反應(yīng)式為_____________。

（3）銀白光亮的銀器用久后表面易出現(xiàn)黑斑（Ag2S），利用電化學(xué)原理可處理黑斑。將銀器置于鋁制容器里的食鹽水中并與鋁接觸，Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag，則正極的電極反應(yīng)式為____，處理過程中，發(fā)現(xiàn)有白色沉淀和臭雞蛋氣味的氣體產(chǎn)生，它們分別是______、______（填化學(xué)式）。

Answer 1

【答案】 正極 Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+ 增大 陽 CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O Ag2S+2e-=2Ag+S2- Al(OH)3 H2S

【解析】（1）①根據(jù)題意可以知道,氯離子放電生成為陽極，接電源的正極。,由元素守恒可以知道,有水參加反應(yīng),同時(shí)生成氫離子,電極反應(yīng)式為:↑, 因此，本題正確答案是:正極 ↑。

②a極區(qū)為陰極區(qū)，電極反應(yīng)式：2H2O+2 e_ =H2↑+2OH- 電解中陰極濃度減小，OH-離子濃度增大， 溶液的pH增大。

③氯離子放電生成，電極反應(yīng)式為:↑+4H+，知為陽極，陰離子濃度減小，陽離子濃度增加，根據(jù)溶液中電荷守恒的規(guī)律，為防止ClO2與OH-反應(yīng)，圖中應(yīng)使用陽離子交換膜。

（2）以甲烷為燃料，空氣為氧化劑，NaOH溶液為電解質(zhì)，負(fù)極電極反應(yīng)式為：

CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O

（3）Ag2S轉(zhuǎn)化為Ag發(fā)生了還原反應(yīng)，則正極的電極反應(yīng)式為：Ag2S+2e-=2Ag+S2-。

將銀器置于鋁制容器里的食鹽水中并與鋁接觸形成原電池，鋁做負(fù)極失電子，生成Al3+，正極Ag2S得電子，轉(zhuǎn)化為銀，溶液中 Al3+和S2-發(fā)生相互促進(jìn)的雙水解反應(yīng)，生成白色沉淀Al(OH)3和臭雞蛋氣味的氣體是H2S。本題答案：Al(OH)3 H2S。