Question

海洋是一座巨大的宝藏，海水中蕴含80多种元素，氯碱工业原料都来自于海水．在氯碱工业中，曾用石棉隔膜电解槽来电解食盐水（如图甲所示）．

（1）写出两电极的反应式：阳极

 

，阴极

 

．
（2）石棉隔膜的作用是

 

．
（3）随着科技的发展，电解工艺不断革新，电解效率和产品纯度得到提高．20世纪80年代起，隔膜法电解工艺逐渐被离子交换膜电解技术取代．离子交换膜电解槽（如图乙所示）中⑥、⑦分别是

 

、

 

．
（4）已知一个电子的电量是1.602×10^-19C，在离子膜电解饱和食盐水时电路中通过电子1.929×10⁵C，则产生NaOH

 

g．

Answer 1

考点：原电池和电解池的工作原理

专题：电化学专题

分析：（1）用石墨作电极电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电；
（2）石棉隔膜有阻隔作用； 　 　 　 
（3）阴极上生成氢气，同时阴极附近有氢氧根离子生成，氢氧根离子和钠离子结合生成NaOH；
（4）一个电子的电量是1.602×10^-19C，在离子膜电解饱和食盐水时电路中通过电子1.929×10⁵C，则电子个数为

1.929×105C

1.602×10-19C

=1.204×10²⁴，则电子的物质的量=

1.204×1024

6.02×1023/mol

=2mol，根据转移电子和氢氧化钠之间的关系式计算．

解答： 解：（1）用石墨作电极电解饱和食盐水时，阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电，阳极、阴极反应分别为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑、2H⁺+2e^-═H₂↑，故答案为：2Cl^--2e^-═Cl₂↑；2H⁺+2e^-═H₂↑；
（2）石墨隔膜有阻隔作用，将分成阴阳两极室，且有阻止气体混合而产生爆炸的危险，故答案为：分成阴、阳两极室，阻止气体通过；
（3）阴极上氢离子放电生成氢气，同时阴极附近生成氢氧根离子，氢氧根离子和钠离子结合生成氢氧化钠，所以离子交换膜为钠离子，则⑥、⑦分别是NaOH溶液、Na⁺，故答案为：NaOH溶液；Na⁺；
（4）一个电子的电量是1.602×10^-19C，在离子膜电解饱和食盐水时电路中通过电子1.929×10⁵C，则电子个数为

1.929×105C

1.602×10-19C

=1.204×10²⁴，则电子的物质的量=

1.204×1024

6.02×1023/mol

=2mol，根据转移电子和氢氧化钠的关系知，生成氢氧化钠的质量=

2mol

2

×2×40g/mol=80g，故答案为：80．

点评：本题考查了原电池和电解池原理，知道离子放电顺序是解本题关键，再结合各个物理量之间的关系式计算，题目难度不大．