Question

【题目】电解原理在化学工业中有广泛应用。不仅可以制备物质，还可以提纯和净化。

（1）电解食盐水是氯碱工业的基础。目前比较先进的方法是阳离子交换膜法，电解示意图如图所示，图中的阳离了交换膜只允许阳离子通过，请回答以下问题：

①图中A极要连接电源的_______（填“正”或“负”）极

②精制饱和食盐水从图中_____位置补充，氢氧化钠溶液从图中_____位置流出。（选填“a”“b” “c” “d” “e”或“f”）

③电解总反应的离子方程式是_____________。

（2）化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染，电化学降解NO3-的原理如图所示

①电源正极为____（填A或B），阴极反应式为_____________。

②若电解过程中转移了5mol电子，则膜左侧电解液的质量变化为__________g。

Answer 1

【答案】 正 a d 2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH- A 2NO3-+10e- +12 H+ = N2↑+6H2O 45

【解析】(1)①由电解食盐水装置图可知，钠离子移向右边，则左边A为阳极，所以A极要连接电源的正极，故答案为：正；

②由电解食盐水装置图可知，钠离子移向右边，则左边A为阳极，电极方程式为2Cl--2e-=Cl2↑，所以精制饱和食盐水从图中a位置补充，右边B为阴极，电极方程式为2H2O+2e-=H2↑+2OH- 或2H++2e-=H2↑，则生成氢氧化钠从图中d位置流出，故答案为：a；d；

③电解总反应的离子方程式是2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-，故答案为：2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-；

(2)①由图示知在Ag-Pt电极上NO3-发生还原反应，因此Ag-Pt电极为阴极，则B为负极，A为电源正极；在阴极反应是NO3-得电子发生还原反应生成N2，利用电荷守恒与原子守恒知有H2O参与反应且有水生成，所以阴极上发生的电极反应式为：2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O，故答案为：A；2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O；

②转移5mol电子时，阳极(阳极反应为H2O失电子氧化为O2和H+)消耗2.5mol水，产生5molH+进入阴极室，阳极室质量减少45g，故答案为：45。