Question

【题目】工业上电解制烧碱的技术是用离子交换膜法，主要原料是饱和食盐水．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）．
①H2 ， ②Cl2 ， ③Cl﹣ ， ④H+ ， ⑤Na+ ， ⑥OH﹣ ．
（2）B极为电解槽的极，电极反应式为 ．
（3）若用碱性氢氧燃料电池给予上述电解槽供电，燃料电池的正极反应式为：； 如果每小时能产生标准状况下的氯气V L，则每小时至少向燃料电池中输入氧气的物质的量（理论计算）mol．
（4）若将标准状况下13.44L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，得到了两种含氯化合物，其中还原产物与氧化产物物质的量之比为5：1，写出该反应的离子方程式

Answer 1

【答案】
（1）④⑤
（2）阴；2H++2e﹣═H2↑
（3）O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣；
（4）3Cl2+6OH﹣ 5Cl﹣+ClO3﹣+3H2O
【解析】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，
所以答案是：④⑤；
（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↑，B为电解池的阴极，电极反应为：2 H++2e﹣═H2↑，
所以答案是：阴；2 H++2e﹣═H2↑；
（3.）燃料电池中氧气得到电子在碱性溶液中生成氢氧根离子，电极反应为：O2+4e﹣+2 H2O═4 OH﹣ ， 如果每小时能产生标准状况下的氯气V L，依据电子守恒和电极反应计算2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑，O2+4e﹣+2 H2O═4 OH﹣ ， 电子守恒得到O2～2Cl2 ， 则每小时至少向燃料电池中输入氧气的物质的量= mol，
所以答案是：O2+4e﹣+2 H2O═4 OH﹣； ；
（4.）氯气和热的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、氯酸钠和水，反应中Cl元素的化合价由0价升高到+5价，还原产物与氧化产物物质的量之比为5：1，所以方程式为：3Cl2+6OH﹣ 5Cl﹣+ClO3﹣+3H2O，
所以答案是：3Cl2+6OH﹣ 5Cl﹣+ClO3﹣+3H2O．