Question

廚余垃圾經(jīng)發(fā)酵后，通過電滲析法處理可富集乳酸，有關(guān)原理如圖所示（圖中“HA”表示乳酸分子，A^-表示乳酸根離子）．
（1）寫出陽極的電極反應(yīng)式：

 

；
（2）簡述濃縮室中得到乳酸的原理：

 

；
（3）電解過程中，采取一定的措施可控制陽極室的pH約為6～8，此時進(jìn)入濃縮室的OH-可忽略不計(jì)，500mL 10g?L^-1乳酸溶液通電一段時間后，濃度上升為145g?L^-1（忽略溶液體積變化），陰極上產(chǎn)生的H₂的體積約為

 

L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：（1）電解池中陽極上氫氧根離子失電子生成氧氣；
（2）根據(jù)電解池中離子移動方向來回答判斷；
（3）根據(jù)電極反應(yīng)式結(jié)合原子守恒來計(jì)算．

解答： 解：（1）陽極上是陰離子氫氧根離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（2）在電解池的陽極上是OH^-放電，所以c（H⁺）增大，并且H⁺從陽極通過陽離子交換膜進(jìn)入濃縮室；根據(jù)電解原理，電解池中的陰離子移向陽極，即A^-通過陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室，這樣：H⁺+A^-═HA，乳酸濃度增大，
故答案為：陽極OH^-放電，c（H⁺）增大，H⁺從陽極通過陽離子交換膜進(jìn)入濃縮室，A^-通過陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室，H⁺+A^-═HA，乳酸濃度增大；
（3）在陽極上發(fā)生電極反應(yīng)：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，陰極上發(fā)生電極反應(yīng)：2H⁺+2e^-=H₂↑，根據(jù)電極反應(yīng)方程式，則有：HA～H⁺～

1

2

H₂，根據(jù)差值法，乳酸的濃度變化量是

145g/L-10g/L

90g/mol

=1.5mol/L，即生成HA的物質(zhì)的量是1.5mol/L×0.5L=0.75mol，所以產(chǎn)生氫氣是0.375mol即0.375mol×22.4L/mol=8.4L，
故答案為：8.4．

點(diǎn)評：本題涉及電解池和原電池的工作原理以及應(yīng)用的考查，注意知識的遷移和應(yīng)用是解題的關(guān)鍵，難度中等，注意把握原電池和電解池中離子的移動方向．