Question

【題目】在傳統(tǒng)的電解氯化氫回收氯氣技術的基礎上，科學家最近采用碳基電極材料設計了一種新的工藝方案，主要包括電化學過程和化學過程，如下圖所示：

負極區(qū)發(fā)生的反應有_________寫反應方程式。電路中轉移電子，需消耗氧氣__________標準狀況。

電解法轉化可實現(xiàn)資源化利用。電解制HCOOH的原理示意圖如下。

寫出陰極還原為的電極反應式：________。

電解一段時間后，陽極區(qū)的溶液濃度降低，其原因是_____。

可利用太陽能光伏電池電解水制高純氫，工作示意圖如下。通過控制開關連接或，可交替得到和。

制時，連接_______________。產生的電極反應式是_________。

改變開關連接方式，可得。

結合和中電極3的電極反應式，說明電極3的作用：___________。

Answer 1

【答案】、 或 陽極產生，pH減小，濃度降低，部分遷移至陰極區(qū) 制時，電極3發(fā)生反應：，制時，上述電極反應逆向進行，使電極3得以循環(huán)使用

【解析】

（1）據圖像知負極區(qū)即陰極區(qū)發(fā)生還原反應，根據電子守恒規(guī)律計算產生氣體的量；（2）根據電解原理，判斷陰極上得到電子，發(fā)生還原反應，陽極上失電子發(fā)生氧化反應。（3）氫氣在陰極產生，氧氣在陽極生成。電極3的Ni(OH)2和NiOOH在制氫氣和氧氣時相互轉化，可以循環(huán)利用。

據圖像知負極區(qū)即陰極區(qū)發(fā)生還原反應，電極反應為，氧氣再將亞鐵離子氧化為鐵離子，反應為；電路中轉移電子，生成，需消耗氧氣，故答案為：、；；

根據電解原理，陰極上得到電子，發(fā)生還原反應，電極反應式為或；

陽極反應式為，陽極附近pH減小，與反應，同時部分遷移至陰極區(qū)，所以電解一段時間后，陽極區(qū)的溶液濃度降低；

故答案為：或；陽極產生，pH減小，濃度降低，部分遷移至陰極區(qū)；

生成時，根據電極放電規(guī)律可知得到電子變?yōu)闅錃猓�因而電極須連接電源負極，因而制時，連接，該電池在堿性溶液中，電極反應式為；

電極3上NiOOH和相互轉化，當連接時制，失去電子變?yōu)?/span>NiOOH，當連接時制，NiOOH得到電子變?yōu)?/span>，其反應式為，因而作用是連接或時，電極3分別作為陽極材料和陰極材料，NiOOH和相互轉化，故答案為：；；

制時，電極3發(fā)生反應：，制時，上述電極反應逆向進行，使電極3得以循環(huán)使用。