Question

厨余垃圾经发酵后，通过电渗析法处理可富集乳酸，有关原理如图所示（图中“HA”表示乳酸分子，A^-表示乳酸根离子）．
（1）写出阳极的电极反应式：

 

；
（2）简述浓缩室中得到乳酸的原理：

 

；
（3）电解过程中，采取一定的措施可控制阳极室的pH约为6～8，此时进入浓缩室的OH-可忽略不计，500mL 10g?L^-1乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升为145g?L^-1（忽略溶液体积变化），阴极上产生的H₂的体积约为

 

L（标准状况）．

Answer 1

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）电解池中阳极上氢氧根离子失电子生成氧气；
（2）根据电解池中离子移动方向来回答判断；
（3）根据电极反应式结合原子守恒来计算．

解答： 解：（1）阳极上是阴离子氢氧根离子发生失电子的氧化反应，电极反应式为：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案为：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
（2）在电解池的阳极上是OH^-放电，所以c（H⁺）增大，并且H⁺从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室；根据电解原理，电解池中的阴离子移向阳极，即A^-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，这样：H⁺+A^-═HA，乳酸浓度增大，
故答案为：阳极OH^-放电，c（H⁺）增大，H⁺从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室，A^-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室，H⁺+A^-═HA，乳酸浓度增大；
（3）在阳极上发生电极反应：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，阴极上发生电极反应：2H⁺+2e^-=H₂↑，根据电极反应方程式，则有：HA～H⁺～

1

2

H₂，根据差值法，乳酸的浓度变化量是

145g/L-10g/L

90g/mol

=1.5mol/L，即生成HA的物质的量是1.5mol/L×0.5L=0.75mol，所以产生氢气是0.375mol即0.375mol×22.4L/mol=8.4L，
故答案为：8.4．

点评：本题涉及电解池和原电池的工作原理以及应用的考查，注意知识的迁移和应用是解题的关键，难度中等，注意把握原电池和电解池中离子的移动方向．