Question

【題目】電化學方法是化工生產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，是國際上公認的高效、廣譜、快速、安全的殺菌消毒劑。目前已開發出用電解法制取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。產生ClO2的電極應連接電源的______（填“正極”或“負極”），對應的電極反應式為_____________________。

②a極區pH________（填“增大”、“減小”或“不變”）。

③圖中應使用_______（填“陰”或“陽”）離子交換膜。

（2）燃料電池因具有發電效率高、環境污染少等優點而備受人們關注。某燃料電池以足量NaOH溶液為電解質，以甲烷為燃料，空氣為氧化劑，以具有催化作用和導電性能的某金屬材料為電極，則電池的負極反應式為_____________。

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

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,同時生成氫離子,電極反應式為:↑, 因此，本題正確答案是:正極 ↑。

②a極區為陰極區，電極反應式：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，電極反應式為:↑+4H+，知為陽極，陰離子濃度減小，陽離子濃度增加，根據溶液中電荷守恒的規律，為防止ClO2與OH-反應，圖中應使用陽離子交換膜。

（2）以甲烷為燃料，空氣為氧化劑，NaOH溶液為電解質，負極電極反應式為：

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

（3）Ag2S轉化為Ag發生了還原反應，則正極的電極反應式為：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，鋁做負極失電子，生成Al3+，正極Ag2S得電子，轉化為銀，溶液中 Al3+和S2-發生相互促進的雙水解反應，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。