Question

【题目】以CH3OH燃料电池为电源电解法制取ClO2。二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体，是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。

（1）CH3OH燃料电池放电过程中，通入O2的电极附近溶液的pH______（填“增大”、“减小”或“不变”），负极反应式为______。

（2）图中电解池用石墨作电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。阳极产生ClO2的反应式为______。

（3）电解一段时间，从阴极处收集到的气体比阳极处收集到气体多6.72L时（标准状况，忽略生成的气体溶解），停止电解，通过阳离子交换膜的阳离子为______mol。

（4）在阴极室中加入少量的NaOH的作用是______。

Answer 1

【答案】增大 1 增强水的导电性，加快电解速率

【解析】

燃料电池，将燃料通入负极，失电子，发生氧化反应，将氧气通入正极，得电子，发生还原反应；电解池，与正极相连的电极为阳极，失电子，发生氧化反应，与负极相连的电极为阴极，得电子，发生还原反应，据此分析回答。

（1）燃料电池放电过程中，通入的电极是正极，氧气得到电子转化为氢氧根，则附近溶液的pH增大；甲醇通入负极，负极失电子，被氧化，发生的反应为：，故答案为：增大；；

（2）电解池中阳极失去电子，则阳极氯离子放电，产生的反应式为：，故答案为：；

（3）电解一段时间，从阴极处收集到的气体比阳极处收集到气体多时标准状况，忽略生成的气体溶解，多出的气体是氢气，物质的量，设阳极产生的气体是xmol，则根据电子得失守恒可知，解得，即转移1mol电子，钠离子通过阳离子交换膜，所以通过阳离子交换膜的阳离子为1mol，故答案为：1；

（4）在阴极室中加入少量的NaOH，可增强水的导电性，加快电解速率，故答案为：增强水的导电性，加快电解速率。