Question

（1）航天技術上使用的氫―氧燃料電池具有高能、輕便和不污染環境等優點。氫―氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時的電池總反應為： 2H₂ + O₂ = 2 H₂O 。酸式氫―氧燃料電池的電解質是酸，其負極反應可表示為： 2H₂ 4e^- = 4 H⁺，其正極反應表示為___________                      ；堿式氫―氧燃料電池中的電解質是堿，其正極反應表示為： O₂ +2H₂O+4e^-=4OH^-，則其負極反應可表示為：    

  

（2）鉛蓄電池是典型的可充型電池，它的正負極格板是惰性材料，正極板上覆蓋PbO₂，

負極板上覆蓋Pb，電解質是硫酸。電池總反應式為：

Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2-2PbSO₄+2H₂O

請回答下列問題（不考慮氫、氧的氧化還原）：

放電時：正極的電極反應式是__________________________                         

充電時：陰極的電極反應式是                                                  

（3）現代工業上主要采用離子交換膜法電解飽和食鹽水制取H₂、Cl₂、NaOH。請

回答下列問題：

①該過程總的離子反應方程式為：                                        

 電解之前，食鹽水需要精制，目的是除去粗鹽中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等雜質離子，使

用的試劑有：a．Na₂CO₃溶液，b．Ba(OH)₂溶液，c．稀鹽酸， 其合理的加入順序為

_________________（填試劑序號）。 

②離子交換膜的作用是                                    。

③現設計一電解裝置如右圖，用離子交換膜A和B將電解槽分為I、II、

 Ⅲ三個區域，A為“陽離子交換膜”，它有一特殊的功能――只允許陽

離子通過，但阻止陰離子和氣體通過，而B是“陰離子交換膜”，它只

允許陰離子通過，可阻止陽離子和氣體通過，電極均為惰性電極。若在I區投入Na₂SO₄

溶液，通電電解。陰極的電極反應式為_____________________________，

Answer 1

（1）正極：O₂ + 4H⁺ + 4e^- = 2H₂O　　　　　　　　　　　　 （1分）

負極：2H₂ + 4OH^-－ 4e^- = 4H₂O　　　　　　　　　　 （1分）

（2）放電時：正極的電極反應式是：PbO₂+2e^-+ SO₄^2-+ 4H⁺ =PbSO₄+2H₂O（1分）

　 充電時：陰極的電極反應式是：PbSO₄+2e^-= Pb+ SO₄^2-　　 （1分）

（3）①該過程總的離子反應方程式為：

2Cl^- + 2 H₂O Cl₂↑+ H₂↑+2OH^-　　　　　　　　　　　 （2分）

b a c　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 （1分）

②離子交換膜的作用是：防止氯氣與氫氣混合爆炸，防止氯氣與氫氧化鈉反應

降低產量　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （2分）

③陰極的電極反應式為：

　 2H₂O+ 2e^- = H₂+2OH^-　　　　　　　　　　　　　　　 （1分）