Question

6．该小组同学用三室式电渗析法处理含Na₂SO₄的废水，原理如图2所示．采用惰性电极，ab、cd均为离子交换膜，在直流电的作用下，两膜中间的Na⁺和SO₄^2-可通过离子交换膜，而两端隔室中离子被阻挡不能进入中间隔室．处理含Na₂SO₄废水时可以得到NaOH和H₂SO₄产品．
①制得的氢氧化钠溶液从出口（填“A”、“B”、“C”或“D”）D导出．通过阴离子交换膜的离子数＜ （填“＞”、“＜”或“=”）通过阳离子交换膜的离子数．
②通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，原因是H⁺在阴极放电，水的电离平衡正向移动，溶液中OH^-浓度增大，pH增大
 ③当电路中通过1mol电子的电量时，阳极生成气体的物质的量为0.25mol．

Answer 1

分析 ①阴极上氢离子放电，则NaOH在阴极生成；根据阴阳离子的移动方向，通过相同电量时，阴阳离子交换的个数判断；
②水电离生成的氢离子放电，而氢氧根离子不放电；
③阳极是氢氧根离子放电生成氧气，生成1mol氧气转移4mol的电子，由此分析解答．

解答 解：①阴极上氢离子放电，则NaOH在阴极生成，由图可知，D在阴极附近，制得的氢氧化钠溶液从D出口导出；
阳极氢氧根离子放电，因此硫酸根离子向阳极移动，阴极氢离子放电，因此钠离子向阴极移动，所以通过相同电量时，通过阴离子交换膜的离子数小于通过阳离子交换膜的离子数，
故答案为：D；＜；
②水电离出的氢离子在阴极放电，而氢氧根离子不放电，促进水的电离，导致溶液中氢氧根离子浓度增大，溶液的pH增大，
故答案为：H⁺在阴极放电，水的电离平衡正向移动，溶液中OH^-浓度增大，pH增大；
③阳极是氢氧根离子放电生成氧气，生成1mol氧气转移4mol的电子，所以当电路中通过1mol电子的电量时，阳极生成氧气的物质的量为0.25mol，故答案为：0.25．

点评 本题考查电解池原理，明确离子放电顺序是解本题关键，根据各个电极上发生的反应来分析解答，把握电解质溶液的酸碱性确定生成的离子或物质，为易错点．