Question

现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极，请用氯碱工业中的膜技术原理，回答下列问题。

（1）写出氯碱工业中电解饱和食盐水的离子方程式                     ；

（2）请利用交换膜技术，根据上图框架，设计一个电解硫酸钠溶液制氢氧化钠溶液和硫酸溶液的装置，标出进出物质的化学式：

A_________；C_________； E_________；膜b为      离子交换膜（填“阳”或“阴”）。

Answer 1

【知识点】电解原理的应用

【答案解析】（1）2Cl-＋2H2O 2OH-＋Cl2↑＋H2↑；

（2） O2；NaOH；Na2SO4(溶液）；阳

  解析：（1）氯碱工业中电解饱和食盐水的离子方程式：2Cl-＋2H2O  2OH-＋Cl2↑＋H2↑；（2）阳离子交换膜只能让阳离子通过，类推阴离子交换膜也应该只能让阴离子通过。氯碱工业中H2O参与放电而产生NaOH，电解Na2SO4溶液时阴极区H+放电（阴极：2H++2e-====H2↑）破坏水的电离平衡而使溶液呈碱性，所以C出来的物质为NaOH；阳极区OH-放电（4OH-+4e-====2H2O+O2↑）破坏水的电离平衡而使溶液呈酸性A处出来的物质为 O2。③氯碱工业中为了得到纯净的NaOH产品，阴极区加入水（含少量NaOH增强导电性）。类推：电解Na2SO4溶液要得到“纯净”的产品，在阴极区、阳极区也只能加入水，在电解池的中央部分加入Na2SO4溶液，即E处加Na2SO4溶液。根据分析膜b只能让阳离子通过，为阳离子交换膜。

【思路点拨】本题考查电解原理的应用，注意使用类比的方法解决问题。