题目内容

氯碱工业中,阳极的电极反应式为
 
,阴极产物为
 
;若用石墨电极电解CuSO4溶液,阴阳两极均产生2.24L气体(标准状况),则析出Cu
 
g.
分析:氯碱工业是惰性电极电解饱和氯化钠溶液,依据离子放电顺序,阳极是氯离子失电子发生氧化反应生成氯气,阴极是氢离子得到电子发生还原反应,阴极附近水的电离平衡被破坏,溶液中氢氧根离子浓度增大;惰性电极电解硫酸铜溶液,两个电极都生成气体,说明阴极上溶液中阳离子铜离子全部放电后溶液中氢离子 放电生成氢气,依据电子守恒计算析出铜的质量.
解答:解:氯碱工业是惰性电极电解饱和氯化钠溶液,依据离子放电顺序,阳极是氯离子失电子发生氧化反应生成氯气,电极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑阴极是氢离子得到电子发生还原反应,电极反应为:2H++2e-=H2↑,阴极附近水的电离平衡被破坏,溶液中氢氧根离子浓度增大生成氢氧化钠溶液;惰性电极电解硫酸铜溶液,两个电极都生成气体,说明阴极上溶液中阳离子铜离子全部放电后溶液中氢离子 放电生成氢气,石墨电极电解CuSO4溶液,阴阳两极均产生2.24L气体(标准状况)物质的量为0.1mol,则阳极电极反应:4OH--4e-=2H2O+O2
                    0.4mol      0.1mol
阴极电极反应:Cu2++2e-=Cu        2H++2e-=H2
              0.2mol 0.1mol    0.2mol  0.1mol
所以生成铜的质量=0.1mol×64g/mol=6.4g;
故答案为:2Cl-2e-=Cl2↑;H2、NaOH;6.4.
点评:本题考查了电解原理的分析应用,注意利用电解硫酸铜溶液中离子放电顺序,电解过程中电子守恒,判断产物是解题关键,题目较简单.
练习册系列答案
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(16分)氯碱工业是最基本的化学工业之一,它的产品除应用于化学工业本身外,还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。
⑴以前采用无隔膜电解冷的食盐水时,Cl2会与NaOH接触,产物中肯定有NaClO,从而影响产品的纯度。能包含这一过程的总反应方程式为                                     
⑵现代氯碱工业多采用隔膜法进行电解,即用隔膜将电解槽分隔成阳极区和阴极区,则从阴极区排出的是                                        ,电解时用盐酸控制阳极区的PH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用:                                
                                             
(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(电)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分析比较图中氢氧化鈉质量分数大小:a%   (填“>”、“<”或“=”) b%, 理由是
                     
②这样设计的主要节(电))能之处在于              (至少写一处)
⑷科研人员为减少火力发电厂对环境的污染,曾经考虑让火力发电厂和氯碱厂进行就近联合。请你判断该方案是否可行?            (填可行或不可行),理由是             

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