Question

（7分）现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极，请用氯碱工业中的膜技术原理，回答下列问题。

（1）写出氯碱工业中电解饱和食盐水的反应式________________，阳离子交换膜在氯碱工业中的作用是____________________________________________。写出用惰性电极电解硫酸钠水溶液的总反应式：____________________________________________。
（2）请利用交换膜技术，根据上图框架，设计一个电解硫酸钠溶液制氢氧化钠溶液和硫酸溶液的装置，标出进出物质的名称。A___________；B___________；C___________；D___________；E___________；F___________；G___________。膜b为___________（填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”）。

Answer 1

（1）2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑ 使阴极区产物和阳极区产物不接触  2H₂O2H₂↑+O₂↑
（2）O₂  H₂  NaOH  H₂O（可含少量NaOH）  Na₂SO₄  H₂O（可含少量?H₂SO₄）  H₂SO₄ 阳离子交换膜

如何对题中实验进行装置设计？回忆一下课本上氯碱工业中电解装置以及电解原理，再由课本中阳离子交换膜的性能类推出阴离子交换膜的作用。①阳离子交换膜只能让阳离子通过，类推阴离子交换膜也应该只能让阴离子通过。②氯碱工业中H₂O参与放电而产生NaOH，电解Na₂SO₄溶液时阴极区H⁺放电（阴极：2H⁺+2e^-====H₂↑）破坏水的电离平衡而使溶液呈碱性，阳极区OH^-放电（4OH^-+4e^-====2H₂O+O₂↑）破坏水的电离平衡而使溶液呈酸性。③氯碱工业中为了得到纯净的NaOH产品，阴极区加入水（含少量NaOH增强导电性）。类推：电解Na₂SO₄溶液要得到“纯净”的产品，在阴极区、阳极区也只能加入水，在电解池的中央部分加入Na₂SO₄溶液。