氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30%以上．在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出：回答下列有关问题：（1

Question

氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30%以上．在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出：回答下列有关问题：

（1）电解池的阴极反应式为______．
（2）通入空气的电极的电极反应式为______，燃料电池中阳离子的移动方向______（“从左向右”或“从右向左”）．
（3）电解池中产生2molCl₂，理论上燃料电池中消耗O₂的物质的量为______．
（4）a、b、c的大小关系为：______．

Answer 1

（1）电解氯化钠溶液，电解池的阴极上是氢离子得电子的还原反应，即2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-（或2H⁺+2e^-═H₂↑），故答案为：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-（或2H⁺+2e^-═H₂↑）；
（2）燃料电池中，通入空气的电极是正极，发生得电子的还原反应：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，通燃料氢气的电极是负极，阳离子的移动方向是从负极流向正极，即从左向右，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；从左向右；
（3）电解池中，阳极反应：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，产生2molCl₂，转移电子是4mol，燃料电池中，正极发生得电子的还原反应：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，当转移4mol电子，理论上燃料电池中消耗O₂的物质的量为1mol，故答案为：1mol；      
（4）燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH^-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%大于b%，负极氢气失电子生成氢离子消耗氢氧根离子，所以c%＞a%，得到c%＞a%＞b%，故答案为：c＞a＞b；