Question

現有陽離子交換膜、陰離子交換膜、石墨電極，請用氯堿工業中的膜技術原理，回答下列問題．

（1）寫出氯堿工業中電解飽和食鹽水的離子方程式

 

；
（2）請利用交換膜技術，根據上圖框架，設計一個電解硫酸鈉溶液制氫氧化鈉溶液和硫酸溶液的裝置，標出進出物質的化學式：
A

 

；C

 

； E

 

；膜b為

 

離子交換膜（填“陽”或“陰”）．

Answer 1

考點：電解原理

專題：電化學專題

分析：（1）用惰性電極電解飽和氯化鈉溶液時，陽極上氯離子放電、陰極上氫離子放電，同時陰極附近還生成氫氧根離子；
（2）電解硫酸鈉溶液時，陽極上氫氧根離子放電，則溶液中含有氫離子，硫酸根離子、氫離子構成硫酸溶液，所以在陽極附近形成硫酸溶液；陰極上氫離子放電，溶液中含有氫氧根離子，鈉離子、氫氧根離子構成NaOH溶液，所以陰極附近存在NaOH溶液．

解答： 解：（1）用惰性電極電解飽和氯化鈉溶液時，陽極上氯離子放電、陰極上氫離子放電，同時陰極附近還生成氫氧根離子，電池反應式為2Cl^-+2H₂O

電解  .

2OH^-+Cl₂↑+H₂↑，故答案為：2Cl^-+2H₂O

電解  .

2OH^-+Cl₂↑+H₂↑；
（2）電解Na₂SO₄溶液時，陽極上OH^-放電生成O₂，則溶液中含有H⁺，SO₄^2-、H⁺構成H₂SO₄，所以在陽極附近形成H₂SO₄溶液，所以F是稀H₂SO₄、A是O₂、G是濃硫酸、a是陽離子交換膜；陰極上H⁺放電生成H₂，溶液中含有OH^-，Na⁺、OH^-構成NaOH，所以陰極附近存在NaOH溶液，則D是稀NaOH溶液、C是濃NaOH、B是H₂、b是陰離子交換膜，E是Na₂SO₄（溶液），故答案為：O₂；NaOH；Na₂SO₄（溶液）；陽．

點評：本題考查了電解原理，明確實驗目的、各個電極上離子放電順序即可解答，會根據陰陽極上放電的離子確定（2）題中各個字母代表的物質，題目難度中等．