Question

如图为离子交换膜法电解饱和食盐水的原理示意图，阴极由碳钢网做成（离子交换膜有只允许阳离子通过的阳离子交换膜与只允许阴离子通过的阴离子交换膜）．若目标产品是从D处引出电解槽中的，则m电极与电源的极相连

（1）若目标产品是从D处引出电解槽中的，则m电极反应与电源的

 

极相连，n电极上的电极反应方程式为

 

．
（2）当有10mol某种离子透过L时，理论上电路中通过的电子为

 

N_A，图中的交换膜L属于

 

（填“阳”或“阴”）离子交换膜，如果取消该交换膜，则溶液中可能发生的副反应的化学方程式为

 

；
（3）为增大右侧电极区的导电能力，从B处引入的物质不是水而是某种物质的稀溶液，该物质可能是

 

．
a．NaCl、b．NaOH、c．Na₂CO₃、d．KOH
（4）受问题（2）中副反应的启示，人们开发出一种家用”84“消毒液（有效成分为NaClO ）发生器（如图），在制备消毒液时，b电极上的电极反应式为

 

．

Answer 1

考点：电解原理,原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）由题意可知D处出来的是氢氧化钠溶液，所以n极放电离子为氢离子，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，所以n极与电源的负极相连，m与电源的正极相连；
（2）当有10mol某种离子透过L时，说明生成的10mol氢氧根离子，依据电荷守恒判断电路中通过的电子；
D处出来的是氢氧化钠溶液，说明钠离子进入到右侧电极区域，所以L是阳离子交换膜，如果取消该交换膜，阴极生成的氢氧根离子在外加电场作用下移向阳极，与阳极生成的氯气反应；
（3）要制取纯净的物质不能引入杂质，据此判断；
（4）电极饱和食盐水，阳极上成的为氯气，阴极上生成的为氢气，要得到次氯酸钠，则氯气应与阴极产物氢氧化钠发生反应，所以氯气应该在b极上生成，阴极上氢离子得到电子生成氢气，据此写出电极反应式．

解答： 解：（1）由题意可知D处出来的是氢氧化钠溶液，所以n极放电离子为氢离子，氢离子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应式为：2H⁺+2e^-=H₂↑，所以n极与电源的负极相连，m与电源的正极相连；
故答案为：正；2H⁺+2e^-=H₂↑；
（2）当有10mol某种离子透过L时，说明生成的10mol氢氧根离子，所以电路中通过的电子数为10N_A；
D处出来的是氢氧化钠溶液，说明钠离子进入到右侧电极区域，所以L是阳离子交换膜；如果取消该交换膜，阴极生成的氢氧根离子在外加电场作用下移向阳极，与阳极生成的氯气反应，方程式为：2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O；
故答案为：10；阳；2NaOH+Cl₂=NaCl+NaClO+H₂O；
（3）因为目标产物为氢氧化钠溶液，为避免引入杂质，所以从B处引入的物质为氢氧化钠的稀溶液；
故选：b；
（4）电极饱和食盐水，阳极上成的为氯气，阴极上生成的为氢气，要得到次氯酸钠，则氯气应与阴极产物氢氧化钠发生反应，所以氯气应该在b极上生成，阴极上氢离子得到电子生成氢气，电极反应式为：NaCl+H₂O

通电  .

NaClO+H₂↑；
故答案为：NaCl+H₂O

通电  .

NaClO+H₂↑；

点评：本题考查了电解饱和食盐水，明确电解池工作原理是解题关键，注意电极判断电极上发生的反应，题目难度中等．