Question

3．目前我国工业上大多采用离子交换膜法电解食盐水制烧碱和氯气．如图：电解槽中用石墨或肽作阳极与电源正极相接，用铁网作阴极与电源负极相接，中间设特殊的离子交换膜．
试分析：从a进入的液体精制饱和食盐水，从b流出的液体是NaOH的浓溶液；图中的离子交换膜只允许阳离子通过，该离子交换膜的作用是防止阳极生成的氯气与阴极生成的氢氧化钠反应而使产品不纯；防止阳极生成的氯气与阴极生成的氢气反应遇火反应而引发安全事故
你认为这种制碱的方法存在的缺点是AD（填序号）
A．消耗大量的电能
B．产品中氢气和氯气用途不大，造成浪费
C．食盐不易获取
D．生产过程中若处理不当易造成环境污染

Answer 1

分析 电解饱和食盐时阳极阴离子Cl^-、OH^-放电，Cl^-的放电能力强于OH^-，阳极发生的方程式为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，阴极：2H⁺+2e^-═H₂↑；H₂、NaOH在阴极，NaOH的浓溶液的出口为b，Cl₂在阳极，精制饱和食盐水从阳极a进入；阳离子交换膜只能阳离子通过，阴离子和气体不能通过；
这种制碱的方法需要消耗大量的电能，氯气、氯化氢有毒处理不当易造成环境污染；产品中氢气和氯气可作为生产盐酸等的工业原料，食盐可通过海水晒盐得到．

解答 解：电解饱和食盐时阳极阴离子Cl^-、OH^-放电，Cl^-的放电能力强于OH^-，阳极发生的方程式为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑，阴极：2H⁺+2e^-═H₂↑；H₂、NaOH在阴极，NaOH的浓溶液的出口为b，Cl₂在阳极，精制饱和食盐水从阳极a进入；
阳离子交换膜只能阳离子通过，阴离子和气体不能通过，用石墨作电极电解饱和氯化钠时，阳极上氯离子放电生成氯气，氯气不能通过阳离子交换膜而进入阴极，如果氯气进入阴极易和氢气混合产生爆炸，且易和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠而导致制取的氢氧化钠不纯；
这种制碱的方法需要消耗大量的电能，氯气、氯化氢有毒处理不当易造成环境污染；产品中氢气和氯气可作为生产盐酸等的工业原料，食盐可通过海水晒盐得到．故选：AD．
故答案为：精制饱和食盐水；NaOH的浓溶液；阳离子；防止阳极生成的氯气与阴极生成的氢氧化钠反应而使产品不纯；防止阳极生成的氯气与阴极生成的氢气反应遇火反应而引发安全事故；AD．

点评 本题考查了电解原理的分析，电极分析判断方法等，题目难度中等，注意工业的一般应用．