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

练习册系列答案
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(16分) 以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如下图所示。

除去粗盐中的、和离子,加入下列沉淀剂的顺序是(填序号)_____________ 。
A.         B.      C.
(2)将滤液的调至酸性除去的离子有___________________。
(3)人们习惯上把电解饱和食盐水的工业叫做氯碱工业。下图表示电解饱和NaCl溶液的装置,X、Y是石墨棒。实验开始时,在两边同时各滴入几滴酚酞溶液,请回答以下问题:X极上的电极反应式是_____,在X极附近观察到的现象是________________;Y电极上的电极反应式是______,检验该电极反应产物的方法是_______________ 。电解溶液的离子方程式是_____________________。

(4)若向分离出晶体后的母液中加入过量生石灰,则可获得一种可以循环使用的气体,其化学式是 _____________________ 。
(5)某同学设计一个燃料电池(如下图所示),目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。

根据要求回答相关问题:
①通入氢气的电极为       (填“正极”或“负极”),负极的电极反应式为          。
②石墨电极为     (填“阳极”或“阴极”),反应一段时间后,在乙装置中滴入酚酞溶液,_      区(填“铁极”或“石墨极”)的溶液先变红。
③如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将         ,填“增大”“减 小”或“不变”)。精铜电极上的电极反应式为______________。
④若在标准状况下,有224m L氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体在标况下体积为            ;丙装置中阴极析出铜的质量为               。

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