题目内容
工业上电解制碱的技术是用阳离子交换膜法,主要原料是饱和食盐水。下图为阳离子交换膜法电解原理示意图:
请回答下列问题:
![]()
(1)A极为电解槽的________极,B极的材料工业上常采用的是生活中常见的金属,但有大量损耗,其主要原因是 。(填“吸氧腐蚀”或“析氢腐蚀”)
(2)电解槽中部的阳离子交换膜把电解槽隔成了阴极室和阳极室,这种阳离子交换膜,只允许溶液中的__________通过(填写下列微粒的编号)。
①H2,②Cl2,③H+,④Cl-,⑤Na+,⑥OH-。
(3)若上述电解过程中用阴离子交换膜代替阳离子交换膜(已知:3Cl2 +6OH-==5Cl-+ClO3-+3H2O),下列说法正确的组合是 。
A.电解结束时,右侧溶液中含有ClO3—
B.电解槽内发生反应的总化学方程式为:NaCl + 3H2O
NaClO3 + 3H2↑
C.用阴离子交换膜后,电解槽内两个电极发生的电极反应与原来一样
D.用阴离子交换膜后,阳离子的定向移动方向与原来相反
(4)已知某电解槽每小时加入10%的氢氧化钠溶液a kg,每小时能产生标准状况下的氯气b L,则电解后流出的氢氧化钠溶液(密度为d g·cm-3)的物质的量浓度为(理论计算,需化简) mol/L。
![]()
![]()
【解析】
试题分析:由图可知,阳离子从左边流向右边,在电解池中,电解质溶液中的阳离子流向阴极,阴离子流向阳极。因此A做阳极,B做阴极。空气中会存在大量的氧气及水蒸气,因此该金属大量损耗的主要原因是发生了吸氧腐蚀。阳离子交换膜只允许阳离子通过,阴离子交换膜只允许阴离子通过因此(2)阳离子交换膜只允许③⑤通过。换成阴离子后,阴离子还是向阴极移动,所以ClO3—向右移动,再据电解池中阴阳离子的放电顺序,可知,在阳极中是氯离子失去电子生产氯气,在阴极中是氢离子得到电子生成氢气,因此电解槽内发生反应的总化学方程式为:NaCl + 3H2O
NaClO3 + 3H2↑。离子交换膜不能改变电极反应式,也不能改变阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动的事实,因此为(3)为ABC选项。(4)利用公式浓度等于1000乘以密度乘以质量分数再除以摩尔质量求得出来
考点:考查电解池及物质的量浓度的相关知识点