题目内容
【题目】请回答氯碱工业的如下问题：
（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品。理论上k＝__________
（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、SO42－等杂质，必须精制后才能供电解使用。精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②盐酸 ③BaCl2，
这三种试剂添加的合理顺序是______________（填序号）
（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30％以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①图中X、Y分别是_____________、_____________（填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a％与b％的大小 。
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应： 、 。
【答案】
（1）71/80（或1:1.13或0.89）
（2）③①②
（3）①Cl2、H2；a％小于b％（或a％<b％）
②O2+4e-+2H2O＝4OH-；H2－2e-+2OH-＝2H2O
【解析】
试题分析：（1）电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑，则理论上k=
=
=1：1.13或0.89，故答案为：（或1：1.13或0.89）；
（2）应先加入过量BaCl2，除去SO42-，然后加过量Na2CO3，可除去Ca2+、Mg2+、Fe3+等，过滤后加入盐酸可除去Na2CO3，故答案为：③①②；
（3）①通空气一边为正极（还原反应），那么左边必然通H2，这样Y即为H2，则电解池左边应为阳极，生成Cl2，由于燃料电池正极发生O2+4e-+2H2O=4OH-，燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%小于b%，可知NaOH浓度增大，故答案为：Cl2；H2；a%小于b%；
②燃料电池中正极氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，负极氢气失电子发生氧化反应，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；H2-2e-+2OH-=2H2O。
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【题目】电离度表示电解质的相对强弱，电离度的定义：
α＝（已电离的电解质分子数／溶液中原有电解质的总分子数）×100%。
已知25℃时几种物质（微粒）的电离度（溶液浓度均为0.1 mol·L－1）如下表：
编号 | 物质（微粒） | 电离度α |
A | 硫酸溶液（第一步完全电离）：第二步HSO4- | 10% |
B | 硫酸氢钠溶液：HSO4- | 29% |
C | 醋酸：CH3COOH | 1.33% |
D | 盐酸：HCl＝H＋＋Cl－ | 100% |
（1）25℃时，0.1 mol·L－1上述几种溶液中，c（H＋）从小到大的顺序是 （填序号）；
（2）25℃时，0.1 mol·L－1硫酸溶液中HSO4-的电离度小于相同温度下0.1 mol·L－1硫酸氢钠溶液中HSO4-的电离度，其原因是 。
（3）醋酸的电离平衡常数K的表达式是 ，醋酸的电离平衡常数K与电离度α的关系式为：K= （用含α的代数式表示）