Question

3．目前我國工業(yè)上大多采用離子交換膜法電解食鹽水制燒堿和氯氣．如圖：電解槽中用石墨或肽作陽極與電源正極相接，用鐵網(wǎng)作陰極與電源負(fù)極相接，中間設(shè)特殊的離子交換膜．
試分析：從a進(jìn)入的液體精制飽和食鹽水，從b流出的液體是NaOH的濃溶液；圖中的離子交換膜只允許陽離子通過，該離子交換膜的作用是防止陽極生成的氯氣與陰極生成的氫氧化鈉反應(yīng)而使產(chǎn)品不純；防止陽極生成的氯氣與陰極生成的氫氣反應(yīng)遇火反應(yīng)而引發(fā)安全事故
你認(rèn)為這種制堿的方法存在的缺點是AD（填序號）
A．消耗大量的電能
B．產(chǎn)品中氫氣和氯氣用途不大，造成浪費
C．食鹽不易獲取
D．生產(chǎn)過程中若處理不當(dāng)易造成環(huán)境污染

Answer 1

分析 電解飽和食鹽時陽極陰離子Cl^-、OH^-放電，Cl^-的放電能力強于OH^-，陽極發(fā)生的方程式為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，陰極：2H⁺+2e^-═H₂↑；H₂、NaOH在陰極，NaOH的濃溶液的出口為b，Cl₂在陽極，精制飽和食鹽水從陽極a進(jìn)入；陽離子交換膜只能陽離子通過，陰離子和氣體不能通過；
這種制堿的方法需要消耗大量的電能，氯氣、氯化氫有毒處理不當(dāng)易造成環(huán)境污染；產(chǎn)品中氫氣和氯氣可作為生產(chǎn)鹽酸等的工業(yè)原料，食鹽可通過海水曬鹽得到．

解答 解：電解飽和食鹽時陽極陰離子Cl^-、OH^-放電，Cl^-的放電能力強于OH^-，陽極發(fā)生的方程式為：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，陰極：2H⁺+2e^-═H₂↑；H₂、NaOH在陰極，NaOH的濃溶液的出口為b，Cl₂在陽極，精制飽和食鹽水從陽極a進(jìn)入；
陽離子交換膜只能陽離子通過，陰離子和氣體不能通過，用石墨作電極電解飽和氯化鈉時，陽極上氯離子放電生成氯氣，氯氣不能通過陽離子交換膜而進(jìn)入陰極，如果氯氣進(jìn)入陰極易和氫氣混合產(chǎn)生爆炸，且易和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉而導(dǎo)致制取的氫氧化鈉不純；
這種制堿的方法需要消耗大量的電能，氯氣、氯化氫有毒處理不當(dāng)易造成環(huán)境污染；產(chǎn)品中氫氣和氯氣可作為生產(chǎn)鹽酸等的工業(yè)原料，食鹽可通過海水曬鹽得到．故選：AD．
故答案為：精制飽和食鹽水；NaOH的濃溶液；陽離子；防止陽極生成的氯氣與陰極生成的氫氧化鈉反應(yīng)而使產(chǎn)品不純；防止陽極生成的氯氣與陰極生成的氫氣反應(yīng)遇火反應(yīng)而引發(fā)安全事故；AD．

點評 本題考查了電解原理的分析，電極分析判斷方法等，題目難度中等，注意工業(yè)的一般應(yīng)用．