题目内容

工业上电解制碱的技术是用离子交换膜法，主要原料是饱和食盐水．如图为离子交换膜法电解原理示意图：
请回答下列问题：
（1）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），而两边的水不能自由流通．
①H2，②Cl2，③H+，④Cl-，⑤Na+，⑥OH-．
（2）A极为电解槽的
 
极，电极反应式为
 
，
（3）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）
 
．
（4）若将标准状况下6.72L的阳极气体通入热的氢氧化钠溶液中，反应中只有一种元素的化合价发生改变，电子转移数是0.5×6.02×1023，产物中得到了两种含氯化合物，写出该反应的离子方程：
 
．
考点：原电池和电解池的工作原理,电解原理
专题：电化学专题
分析：（1）阳离子交换膜只允许阳离子通过，而阴离子不能通过；
（2）电解时，阳离子向阴极移动，由离子的定向移动可判断电极；
（3）根据氯气的体积计算生成的氢氧化钠的物质的量、生成氢气的质量，溶液中的质量为原来溶液质量+钠元素的质量-氢气质量，根据溶液质量、密度计算溶液体积，根据物质的量浓度公式计算NaOH浓度；
（4）氯气和热的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、氯酸钠和水．
解答： 解：（1）阳离子交换膜只允许阳离子钠离子通过，而阴离子氢氧根和氯离子均不能通过，故答案为：③⑤；
（2）电解池中和电源的正极相连的是电解池的阳极，所以A极为电解槽的阳极，氯离子发生失电子的氧化反应，即2Cl-→2e-+Cl2↑，故答案为：阳；2Cl-→2e-+Cl2↑；
（3）氯气的物质的量=
V
Vm
=
b
22.4
mol；电解水时，生成氢气与氢氧化钠的物质的量之比为1：2，所以生成n（NaOH）=
2b
22.4
mol，原来n（NaOH）=
1000ag×10%
40g/mol
=2.5amol，所以反应后溶液中n（NaOH）=（
2b
22.4
+2.5a）mol，电解后溶液质量=1000ag+
b
22.4
mol×2×23g/mol-
b
22.4
mol×2g/mol=1000ag+
22b
11.2
g，
溶液体积=
(1000a+
22b
11.2
)g
1000dg/L
，则C（NaOH）=
2b
22.4
+2.5a
1000a+
22b
11.2
1000d
mol/L=
1000(28a+b)
11200a+22b
×dmol/L，
故答案为：
1000(28a+b)
11200a+22b
×d；
（4）氯气和热的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、氯酸钠和水，方程式为：3Cl2+6OH-
  △  
.
 
5Cl-+ClO3-+3H2O，反应中Cl元素的化合价由0价升高到+5价，0.3mol氯气参加反应，电子转移数是0.5×6.02×1023，
故答案为：3Cl2+6OH-
  △  
.
 
5Cl-+ClO3-+3H2O．
点评：本题考查了电解原理，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，明确离子交换膜的作用及阴阳极上发生的反应是解本题关键，注意（3）中物质的量浓度计算方法，注意溶液增加的质量如何计算，计算量较大，题目难度中等．
练习册系列答案
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B、2 mol/L
C、0.2 mol/L
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．
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．
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．
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．
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1
2
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（1）反应2min内，v（A）=
 
，v（B）=
 
；
（2）该反应化学方程式中x：y：p：q=
 
；
（3）如果其他条件不变，将容器的容积变为1L，进行同样的实验，则与上述反应比较：反应速率
 
（填“增大”、“减小”或“不变”），理由是
 
．
下列物质中属于溶液的是
 
，属于浊液的是
 
，属于胶体的是
 

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+
4
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A、3，3-二甲基-4-乙基戊烷
B、3，3-二甲基-2-乙基戊烷
C、3，4，4-三甲基己烷
D、3，3，4-三甲基己烷

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