题目内容
【题目】阳离子交换膜电解槽运用到氯碱工业，使产品的纯度大大提高，主要归功于阳离子交换膜的严格把关，它只允许阳离子自由通过，其工作原理如图所示。
（1）在氯碱工业中电解饱和食盐水制备氢气、氯气和氢氧化钠溶液时，饱和食盐水的入口应该是______（填“C”或“D”）。
（2）该装置也可用于物质的提纯，工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质（如SO42-），可以用阳离子交换膜电解槽电解提纯。除去杂质后氢氧化钾溶液从液体出口_________（填“A”或“B”）导出。
（3）阳离子交换膜的诞生极大促进了电解工业的发展，我们不妨大胆设想，假设阴离子交换膜也已经诞生，同时使用阳离子交换膜和阴离子交换膜电解硫酸钠溶液，可以同时制备产品氢气、氧气、氢氧化钠溶液和硫酸溶液四种物质。某同学设计了如图所示的装置，请你指出硫酸钠溶液的入口是_______（填“C”“G”或“D”）。
【答案】C B G
【解析】
（1）在氯碱工业中电解饱和食盐水制备出氯气，且中间隔膜为阳离子交换膜，阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，Cl-在阳极放电；
（2）用阳离子交换膜电解法除去工业品氢氧化钾溶液中的杂质含氧酸根，相当于电解水，阳极的电极反应式为：2H2O-4e- =O2↑+4H+，阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，在阴极和阳极之间有阳离子交换膜，只允许阳离子K+和H+通过，在阴极留下的OH浓度增大，在阴极区聚集大量的K+和OH，从而产生纯的氢氧化钾溶液，除杂后的氢氧化钾溶液从出口B导出；
（3）电解硫酸钠溶液时，阳极上氢氧根离子放电，则溶液中含有氢离子，硫酸根离子、氢离子构成硫酸溶液，所以在阳极附近形成硫酸溶液；阴极上氢离子放电，溶液中含有氢氧根离子，钠离子、氢氧根离子构成NaOH溶液，所以阴极附近存在NaOH溶液。
（1）在氯碱工业中电解饱和食盐水制备出氯气，且中间隔膜为阳离子交换膜，阳极的电极反应式为：2Cl--2e-=Cl2↑，Cl-在阳极放电，则饱和食盐水应从C口进入；
故答案为：C；
（2）用阳离子交换膜电解法除去工业品氢氧化钾溶液中的杂质含氧酸根，相当于电解水，阳极的电极反应式为：2H2O-4e- =O2↑+4H+，阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，在阴极和阳极之间有阳离子交换膜，只允许阳离子K+和H+通过，在阴极留下的OH浓度增大，在阴极区聚集大量的K+和OH，从而产生纯的氢氧化钾溶液，除杂后的氢氧化钾溶液从出口B导出，则工业品氢氧化钾溶液应从C口加入，D口加入稀的KOH溶液进行电解；
故答案为：B；
（3）电解硫酸钠溶液时，阳极的电极反应式为：2H2O-4e-=O2↑+4H+，阴极的电极反应式为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，且在电解池中阳离子移动向阴极，阴离子移动向阳极，从G口加入硫酸钠溶液，Na+通过阳离子交换膜移动向阴极，SO42-通过阴离子交换膜移动向阳极，则在阴极生成氢氧化钠和氢气，阳极生成硫酸和氧气；
故答案为：G。
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