Question

【題目】熔融鹽燃料電池具有高的發電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質，CO為陽極燃氣，空氣與CO2的混和氣為陰極助燃氣，制得在650℃下工作的燃料電池，已知其電池反應相當于CO的燃燒，且負極反應式為2CO+2CO ﹣4e﹣=4CO2
（1）該電池的正極反應式為；
（2）若用該燃料電池與如圖裝置連接模擬工業電解食鹽水，則鐵棒應連接電源的（填寫“正極”或“負極”），電解總反應的離子方程式為 ． 當電池內通過0.2mol 電子時，電解裝置中兩極共生成氣體L（標準狀況下），此時將電解液充分混合，溶液的pH（不考慮溶液體積的變化）．
（3）利用該燃料電池做電源，以NiSO4溶液為電解質溶液進行粗鎳（含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等雜質）的電解精煉，下列說法正確的是（填代號）．（已知氧化性：Fe2+＜Ni2+＜Cu2+）a．電解過程中，化學能轉化為電能 b．粗鎳作陽極，發生還原反應
c．利用陽極泥可回收Cu、Pt、Au等金屬 d．粗鎳精煉時通過的電量與陰極析出鎳的質量成正比．

Answer 1

【答案】
（1）O2+2CO2+4e﹣=2CO32﹣
（2）負極；2Cl﹣+2H2O H2+Cl2+2OH﹣；4.48；14
（3）cd
【解析】解：該熔融鹽燃料電池中，正極上氧氣得電子和二氧化碳反應生成碳酸根離子，電極反應式為O2+2CO2+4e﹣═2 CO32﹣ ， 所以答案是：O2+2CO2+4e﹣═2CO32﹣；（2）電解食鹽水時，陰極氫離子得電子，陽極氯離子失電子，活性電極不能作陽極，所以鐵棒作陰極，與負極相連；電極方程式為：2Cl﹣+2H2O H2+Cl2+2OH﹣；當電池內通過0.2mol 電子時，生成0.1mol氫氣，0.1mol氯氣和0.2molOH﹣ ， 則所得氣體的總體積為0.2mol×22.4L/mol=4.48L，溶液中c（OH﹣）= =1mol/L，所以溶液的pH=14；所以答案是：負極；2Cl﹣+2H2O H2+Cl2+2OH﹣；4.48；14；（3）a．電解過程中，電能轉化為化學能，故A錯誤； b．粗鎳作陽極，金屬失電子發生氧化反應，故b錯誤； c．Cu、Pt、Au金屬活動性比鎳弱，不放電，沉降在陽極區形成陽極泥，利用陽極泥可回收Cu、Pt、Au等金屬，故c正確； d．根據陰極的電極反應式Ni2++2e﹣=Ni 可知每通過2mol電子，析出1mol鎳，所以粗鎳精煉時通過的電量與陰極析出鎳的質量成正比，故d正確；所以答案是：cd．