Question

10．工業(yè)上用電解飽和NaCl溶液的方法來(lái)制取NaOH、Cl₂和H₂，并以它們?yōu)樵�料生產(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，稱(chēng)為氯堿工業(yè)．
（1）若采用無(wú)隔膜法電解冷的食鹽水時(shí)，Cl₂會(huì)與NaOH充分接觸，導(dǎo)致產(chǎn)物僅是NaClO和H₂．無(wú)隔膜法電解冷的食鹽水相應(yīng)的離子方程式為Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑．
（2）氯堿工業(yè)耗能高，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)（電）能30%以上．在這種工藝設(shè)計(jì)中，相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中的電極未標(biāo)出，甲，乙所用的離子膜為同一類(lèi)型．

①甲中的離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜（填“陽(yáng)離子交換膜”或“陰離子交換膜”）．
②經(jīng)精制的飽和NaCl溶液應(yīng)從圖中電解池的左（填寫(xiě)“左”或“右”）池注入．
③圖中X是Cl₂（填化學(xué)式）；乙中右室的電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，圖示中氫氧化鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)a%與b%的關(guān)系是B（填字母）．
A．a(chǎn)%=b%          B．a(chǎn)%＞b%             C．a(chǎn)%＜b%

Answer 1

分析 （1）電解飽和食鹽水產(chǎn)物是氫氧化鈉、氫氣和氯氣，氯氣還可以和氫氧化鈉之間反應(yīng)得到氯化鈉、次氯酸鈉和水；
（2）①陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò)，陰離子交換膜只允許陰離子通過(guò)；
②根據(jù)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化情況，電解池的左池是可以得到氫氧化鈉來(lái)判斷飽和NaCl溶液的進(jìn)入情況；
③在燃料電池中，所以通入空氣的極是正極，氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，通入燃料的極是負(fù)極，氫氧燃料電池最后產(chǎn)生的是水，能將電解質(zhì)稀釋?zhuān)瑩?jù)此回答判斷．

解答 解：（1）電解飽和食鹽水產(chǎn)物是氫氧化鈉、氫氣和氯氣，氯氣還可以和氫氧化鈉之間反應(yīng)得到氯化鈉、次氯酸鈉和水，整個(gè)過(guò)程發(fā)生的反應(yīng)是：Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑，故答案為：Cl^-+H₂O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$ClO^-+H₂↑；
（2）①根據(jù)題意：裝置中所用的離子膜都只允許陽(yáng)離子通過(guò)，所以均是陽(yáng)離子交換膜，故答案為：陽(yáng)離子交換膜；
②根據(jù)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化情況，電解池的左池是電解食鹽水得到的氫氧化鈉，所以經(jīng)精制的飽和NaCl溶液應(yīng)從圖中電解池的左池進(jìn)入，故答案為：左；
③在燃料電池中，氧氣作正極，所以通入空氣的極是正極，電極反應(yīng)式為：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-，通入燃料的極是負(fù)極，即產(chǎn)生Y的極是陰極，所產(chǎn)生的是氫氣，在X處產(chǎn)生的是氯氣，氫氧燃料電池最后產(chǎn)生的是水，所以a%大于b%，故答案為：Cl₂；O₂+4e^-+2H₂O=4OH^-；B．

點(diǎn)評(píng) 本題考查學(xué)生電解池的工作原理以及溶液中的電離平衡和水解平衡的應(yīng)用知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，綜合性強(qiáng)，難度大．