Question

圖18­7為離子交換膜法電解飽和食鹽水的原理示意圖，陰極由碳鋼網(wǎng)制成，陽(yáng)極由金屬鈦網(wǎng)做成(離子交換膜有只允許陽(yáng)離子通過(guò)的陽(yáng)離子交換膜與只允許陰離子通過(guò)的陰離子交換膜)。

圖18­7

 (1)若目標(biāo)產(chǎn)品是從D處引出電解槽中的，則m電極應(yīng)與電源的________極相連，n電極上的電極反應(yīng)方程式為________________________________________________________；

精制食鹽水應(yīng)該從________口進(jìn)入電解池中，從C處出來(lái)的液體成分主要是______________。

(2) 當(dāng)有10 mol某種離子透過(guò)L時(shí)，理論上電路中通過(guò)的電子為________N_A；圖中的交換膜L屬于________(填“陽(yáng)”或“陰”)離子交換膜，如果取消該交換膜，則溶液中可能發(fā)生的副反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________________。

(3)為增大右側(cè)電極區(qū)的導(dǎo)電能力，從B處引入的物質(zhì)不是水而是某種物質(zhì)的稀溶液，該物質(zhì)可能是________。

a．NaCl　b．NaOH　c．Na₂CO₃　d．KOH

 (4)受問(wèn)題(2)中副反應(yīng)的啟示，人們開發(fā)出了一種家用“84”消毒液(有效成分為NaClO)發(fā)生器(構(gòu)造如圖18­8)，在制備消毒液時(shí)，b電極上的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________。

假設(shè)食鹽最終全部轉(zhuǎn)化為NaClO，寫出電解總反應(yīng)方程式：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

圖18­8

Answer 1

(2)10　陽(yáng)　2NaOH＋Cl₂===NaCl＋NaClO＋H₂O

(3)b

(4)2Cl^－－2e^－===Cl₂↑　NaCl＋H₂ONaClO＋H₂↑

[解析] (1)由于從D處出來(lái)的是NaOH溶液且氯氣易與堿反應(yīng)，故n電極是陰極，電極上是H^＋放電生成H₂；m是陽(yáng)極，應(yīng)與電源正極相連；此時(shí)NaCl應(yīng)從A處進(jìn)入，從C處出來(lái)的是NaCl的稀溶液。

(2)因Na^＋應(yīng)進(jìn)入到右側(cè)電極區(qū)，故L是陽(yáng)離子交換膜，當(dāng)沒(méi)有離子交換膜時(shí)，陰極區(qū)生成的OH^－在電場(chǎng)作用下會(huì)移向陽(yáng)極并與陽(yáng)極上產(chǎn)生的氯氣發(fā)生反應(yīng)；當(dāng)有10 mol Na^＋透過(guò)L時(shí)，表明陰極區(qū)有10 mol OH^－生成，故電路中通過(guò)的電子為10 mol。

(3)因目標(biāo)產(chǎn)物是NaOH，故相應(yīng)的溶液應(yīng)該為NaOH的稀溶液，否則的話會(huì)引入雜質(zhì)。

(4)此發(fā)生器仍是利用電解飽和食鹽水的原理制得消毒液的，為得到NaClO，陽(yáng)極上生成的Cl₂必須與陰極上產(chǎn)生的NaOH作用，因此氯氣應(yīng)該在b極上生成。由題目信息知陰極上是H^＋得到電子轉(zhuǎn)化為H₂，故有H₂O＋NaClNaClO＋H₂↑。