题目内容

13．芒硝化学式为Na2SO4•10H2O，无色晶体，易溶于水，是一种分布很广泛的硫酸盐矿物．该小组同学设想，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，用如图所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠，无论从节省能源还是从提高原料的利用率而言都更加符合绿色化学理念．
①该电解槽的阳极反应式为4OH--4e-═2H2O+O2↑．
此时通过阴离子交换膜的离子数小于（填“大于”、“小于”或“等于”）通过阳离子交换膜的离子数
②制得的氢氧化钠溶液从出口（填写“A”、“B”、“C”或“D”）D导出．
③若将制得的氧气、氢氧化钠溶液与天然气组合为甲烷燃料电池，则电池负极的电极反应式为CH4-8e-+10OH-═7H2O+CO32?．
若将该电池用于电解800mL 1mol/L的AgNO3溶液，当原电池中消耗了0.224L CH4，那么电解池中阴极将得到8.64g的单质，电解池的pH为1．（假设溶液体积不变）

分析 阳极发生氧化反应，水在阳极失去电子生成O2与H+，阴极发生还原反应，水在阴极获得电子生成H2与OH-，Na2SO4反应中SO42-通过阴离子交换膜移向阳极室，会得到H2SO4，Na+通过阳离子交换膜移向阴极室，会得到NaOH，根据电源正负极知，A为H2SO4、B为O2，C为H2、D为NaOH，
①阳极上水失电子生成氧气和氢离子，根据电荷守恒判断通过阴离子交换膜的离子数与通过阳离子交换膜的离子数关系；
②阴极上水得电子生成氢气同时生成NaOH，则NaOH在阴极生成；
③甲烷燃料电池中，负极上甲烷失电子和NaOH反应生成碳酸钠和水；电解硝酸银溶液时，阴极上析出Ag，根据转移电子相等计算Ag质量，根据Ag和氢离子之间的关系式计算氢离子浓度，从而计算溶液的pH．

解答 解：阳极发生氧化反应，水在阳极失去电子生成O2与H+，阴极发生还原反应，水在阴极获得电子生成H2与OH-，Na2SO4反应中SO42-通过阴离子交换膜移向阳极室，会得到H2SO4，Na+通过阳离子交换膜移向阴极室，会得到NaOH，根据电源正负极知，A为H2SO4、B为O2，C为H2、D为NaOH，
①阳极上水失电子生成氧气和氢离子，电极反应式为4OH--4e-═2H2O+O2↑；
硫酸根离子通过阴离子交换膜移向阳极室，钠离子通过阳离子交换膜移向阴极室，所以通过相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数，
故答案为：4OH--4e-═2H2O+O2↑；小于；
②阴极室是放电生成氢气，同时得到NaOH，气体从上口C放出，则NaOH溶液从D口流出，
故答案为：D；
③甲烷燃料电池中，负极上甲烷失电子和NaOH反应生成碳酸钠和水，电极反应式为CH4-8e-+10OH-═7H2O+CO32?；电解硝酸银溶液时，阴极上析出Ag，n（CH4）=$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol，根据转移电子相等得n（Ag）=$\frac{0.01mol×8}{1}$=0.08mol，m（Ag）=0.08mol×108g/mol=8.64g，根据电池反应式4Ag++2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Ag+O2↑+4 H+得n（H+）=n（Ag）=0.08mol，n（H+）=$\frac{0.08mol}{0.8L}$=0.1mol/L，则溶液的pH=1，
故答案为：CH4-8e-+10OH-═7H2O+CO32?；8.64；1．

点评 本题考查电解原理及pH有关计算，为高频考点，把握电极原理及pH计算方法是解本题关键，难点是电极反应式的书写，①中通过阴阳离子个数相对大小为易错点．

练习册系列答案
相关题目
3．命名或写出下列物质名称或结构简式
4．下列溶液中的Cl-浓度与1mol/LMgCl2溶液中的Cl-浓度相等的是（　　）
A．1mol/L NaCl溶液B．1 mol/LCaCl2溶液
C．1 mol/L KCl溶液D．1 mol/LAlCl3溶液
1．已知X、Y、Z、M、G、Q是六种短周期元素，原子序数依次增大．X、Z、Q的单质在常温下呈气态；Y的原子最外层电子数是其电子层数的2倍；X与M同主族；Z的气态氢化物能与其最高价氧化物的水化物反应，G是地壳中含量最高的金属元素．请回答下列问题：
（1）Y、Z、M、G四种元素原子半径由大到小的顺序是（写元素符号）Na＞Al＞C＞N．
（2）Z在元素周期表中的位置为第二周期第ⅤA族．
（3）上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是（写化学式）HClO4．
（4）常温下，不能与G的单质发生反应的是（填序号）be．
a．CuSO4溶液  b．Fe2O3  c．浓硫酸  d．NaOH溶液  e．Na2CO3固体
（5）如图1，已知化合物C含有上述元素中的某一种元素．

①若D是一种强酸，则C与水反应的化学方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO．
有人认为“浓H2SO4可以干燥气体C”，某同学为了验证该观点是否正确，用如图2装置进行实验．分液漏斗中应加入浓硝酸，打开分液漏斗进行实验，过程中，浓H2SO4中未发现有气体逸出，且变为红棕色，则你得出的解释和结论是NO2能溶于浓H2SO4，因而不能用浓H2SO4干燥NO2．
②若D是一种常见的强碱，则C与水反应的离子方程式为：2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑．
8．关于碱金属的叙述不正确的是（　　）
A．熔点：Li＞Na＞K＞Rb＞Cs
B．碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH
C．与水反应的剧烈程度：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs
D．都能在空气中燃烧生成R2O（R表示碱金属）
18．符合如图阴影部分的物质是（　　）
A．KHSO4B．K2SO4C．K2CO3D．KAl（SO4）2•12H2O
5．a、b、c、d是四种短周期元素．a、b、d同周期，c、d同主族．a的原子结构示意图为，b与c形成化合物的电子式为．下列比较中正确的是（　　）
A．原子半径：a＞c＞d＞bB．非金属性  b＞d＞c
C．原子序数：d＞a＞c＞bD．最高价含氧酸的酸性c＞d＞a
2．下列有关金属的说法中，正确的是（　　）
①钠着火可用水扑灭；  ②铝在空气中不易被腐蚀，所以铝是不活泼金属；  ③生铁在潮湿的空气中可发生吸氧腐蚀；  ④人体缺钙会引起骨质疏松、缺铁会引起贫血；  ⑤青铜、不锈钢、硬铝都是合金；  ⑥Al和Fe在一定条件下能与某些氧化物反应．
A．①②⑤B．②③⑤C．③④⑤⑥D．全都正确
3．世界上60%的镁是从海水中提取的，其主要步骤如下：
①把贝壳制成石灰乳　
②在海水中加入石灰乳，过滤，洗涤沉淀物　
③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤　
④在氯化氢热气流中干燥晶体　
⑤电解上述晶体的熔融物．
下列说法正确的是（　　）
A．镁元素在元素周期表中位于第三周期、第ⅡB族
B．第②步洗涤完毕后向洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净
C．在工业生产上可用NaOH溶液代替石灰乳
D．步骤⑤也可以采用电解该晶体水溶液的方法

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网