Question

15．用如圖所示裝置電解飽和食鹽水制Cl₂、H₂和NaOH．
（1）a為電源的負極，陽極的電極反應式為2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）某同學在進行上述實驗時，發現銅電極下方產生紅色沉淀，石墨電極上產生無色無味的氣體，則該同學將石墨連接到了電源的負極．經檢驗紅色沉淀為Cu₂O，則此時陽極的電極反應式是2OH^-+2Cu-2e^-=Cu₂O↓+H₂O；
（3）若電源是N₂H₄、O₂、KOH溶液和多孔鉑電極構成的原電池，則負極反應時為N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O，正極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）用惰性電極電解飽和食鹽水時，在陽極上產生氯氣，在陰極上產生氫氣和氫氧化鈉；
（2）銅電極下方產生紅色沉淀，石墨電極上產生無色無味的氣體，則金屬銅是陽極，石墨是陰極，根據電解池的工作原理以及電極反應式的書寫方法來回答判斷；
（3）燃料電池中，負極上燃料N₂H₄失電子發生氧化反應，正極上氧化劑O₂得電子發生還原反應．

解答 解：（1）用惰性電極電解飽和食鹽水時，在陽極上產生氯氣，在陰極上產生氫氣和氫氧化鈉，此時陽極是惰性電極，即a為電源的負極，陽極的電極反應式為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）發現銅電極下方產生紅色沉淀，則金屬銅是陽極，a為電源的正極，石墨連接到了電源的負極，陽極的電極反應式為：2OH^-+2Cu-2e^-=Cu₂O↓+H₂O，故答案為：2OH^-+2Cu-2e^-=Cu₂O↓+H₂O；
（3）作為燃料電池時，負極發生氧化反應，電解質溶液是KOH溶液，N₂H₄失去電子被氧化生成N₂，電極反應式為N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O，正極上氧氣得電子發生還原反應，電極反應式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點評 本題考查了電解原理，明確離子放電順序是解本題關鍵，知道沒有交換膜時，陰極區域發生的反應，題目難度不大．