题目内容

14．以海水为主要原料的海洋化学工业，被称为“蓝色化工”．氯碱工业是“蓝色化工”重要的组成部分，其化学反应原理是电解饱和食盐水．
（1）反应的化学方程式为：2NaCl+2H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑
（2）如图所示是氯碱工业的关键设备--离子隔膜电解槽，该电解槽的特点是用隔膜将槽分隔为左右两室，隔膜能够阻止一些物质从中通过，也能允许一些物质从中通过．
①选用的隔膜应具有的特点是允许阳离子和水分子通过，而不允许阴离子和气体通过．
②图中X是Cl2（填化学式）．
③电解槽右室的电极反应式为2H++2e-═H2↑．
（3）氯碱工业需要消耗大量的电能，是一种燃料电池，其燃气为天然气（以甲烷表示），电解液是KOH溶液，用表面有大量海绵状的金属铂作电极，组成燃料电池．写出该燃料电池负极的电极反应式：CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O．

分析 （1）化学反应原理是电解饱和食盐水，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↑，溶液中生成氢氧化钠；
（2）①阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，阴离子交换膜只有阴离子自由通过；
②根据图知，左边半室氯离子放电生成氯气，右边半室氢离子放电生成氢气，则X是氯气、Y是氢气；
③电解槽右室中氢离子放电；
（3）甲烷燃料电池中，负极上投放燃料甲烷，发生失电子发生氧化反应，正极上投放氧气，发生得电子的还原反应，总反应是燃料和氧气反应的化学方程式，即为正极反应和负极反应的和，注意电解质环境决定方程式的书写；

解答 解：（1）电解饱和食盐水阳极上氯离子失电子发生氧化反应得到氯气，电解反应2Cl--2e-=Cl2↑，阴极上氢离子得到电子生成氢气，电解反应为2H++2e-=H2↑，总反应为2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑，
故答案为：2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑；
（2）①装置中生成氢氧化钠位置发现可知氢离子移向右室，说明隔膜为阳离子交换膜，阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，不与允许阴离子和气体分子通过，
故答案为：阳离子；阴离子和气体分子；
②根据图知，左边半室氯离子放电生成氯气，右边半室氢离子放电生成氢气，则X是氯气、Y是氢气，
故答案为：Cl2；
③电解槽右室中氢离子放电，电极反应式为：2H++2e-═H2↑，
故答案为：2H++2e-═H2↑；
（3）在碱性溶液中，负极上投放燃料甲烷，发生失电子发生氧化反应：CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O，正极上投放氧气，发生得电子的还原反应：2O2+4H2O+8e-═8OH-，燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O，
故答案为：CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O；

点评 本题以氯碱工业为载体考查了电解池原理，会根据图中物质浓度变化确定电极发生的反应为解本题关键，知道离子交换膜的作用、各个电极上发生的反应，注意甲烷燃料电池中碱性环境生成碳酸盐，题目难度不大中等．

练习册系列答案
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8．某环境网站的一幅图如下，有关说法正确的（　　）
A．汽车尾气中的NO、碳氢化合物（图中RH和RCH3）均来自燃油
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C．O3污染、硝酸型酸雨及雾霾均与汽车尾气排放无关
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5．三种常见短周期元素组成的化合物甲，是有机合成中的重要试剂．常温下为黄色气体，具有刺鼻恶臭味，遇水和潮气分解．标况下测定其密度为2.92g/L．浓硝酸与浓盐酸混合制王水过程中会产生少量甲气体、黄绿色气体A和水．
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（2）甲和一些有机物反应时需保持低温条件，常温下与有机物接触极易着火燃烧，其原因是：NOCl，N为正三价，具有强氧化性，易和有机物发生剧烈氧化还原反应．
（3）浓硝酸和浓盐酸反应的化学方程式为HNO3+3HCl=NOCl+Cl2↑+2H2O．
（4）化合物甲水解生成两种酸，为非氧化还原反应，该反应的化学方程式为_NOCl+H2O=HNO2+HCl
（5）在如图装置中，气体A和另一种气体B可以直接反应生成化合物甲，实验中“先通入气体A，待E中U形管内充满黄绿色气体时，再将B缓缓通入”，此操作的目的是先通氯气，驱除氧气，防止NO生成NO2，保持氯气过量，防止NO过量不能被NaOH吸收．
2．氯化钾溶液中混有少量的硫酸铜，若加入一种试剂能除去硫酸铜，该试剂为（　　）
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9．有机化合物与人类生活水平的提高和人类社会的发展密不可分．下列对有机化合物的认识正确的是（　　）
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19．先判断下列说法是否正确？若不正确，请说明理由．
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6．在2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2反应中，Na2O2是还原剂，Na2O2是氧化剂．
3．下列说法正确的是（　　）
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4．下列说法正确的是（　　）
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