Question

【题目】⑴氯碱工业是以惰性电极电解饱和食盐水，制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。

完成下列填空:

①离子交换膜的作用为:____________________。

②写出电解饱和食盐水的离子方程式_________。

③氢氧化钠溶液从图中_____位置流出。(选填a、b、c或d)

⑵电化学在日常生活中用途广泛，图①是镁次氯酸钠燃料电池，电池总反应为：Mg＋ClO－＋H2O===Cl－＋Mg(OH)2↓，图②是Cr2O的工业废水的处理，下列说法正确的是（____）

A．图②中Cr2O离子向惰性电极移动，与该极附近的OH－结合转化成Cr(OH)3除去

B．图②的电解池中，有0.084 g阳极材料参与反应，阴极会有33.6 mL的气体产生

C．图①中发生的还原反应是：Mg2＋＋ClO－＋H2O＋2e－===Cl－＋Mg(OH)2

D．若图①中3.6 g镁溶解产生的电量用以图②废水处理，理论可产生10.7 g氢氧化铁沉淀

⑶观察下列装置，回答下列问题：

①装置B中PbO2上发生的电极反应方程式为_____________________________________。

②装置A中总反应的离子方程式为_____________________________________________。

③当装置A中Cu电极质量改变6.4 g时，装置D中产生的气体体积为________ L(标准状况下，不考虑气体的溶解)。

Answer 1

【答案】 阻止OH-进入阳极室，与Cl2发生副反应；阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸 2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－ d C PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑ 3.92

【解析】⑴①离子交换膜的作用为: 阻止OH-进入阳极室，与Cl2发生副反应；阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸；②电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气，反应的离子方程式为2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－；③电解槽中阴极是氢离子放电生成氢气，水电离平衡正向进行氢氧根离子浓度增大，生成氢氧化钠溶液，NaOH溶液的出口为d；⑵A、图②为电解池，Cr2O72-向阳极(Fe)移动，选项A错误；B、图②中阳极上发生的反应为：Fe－2e－=Fe2＋，阴极上发生的反应为：2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，阳极上0.084 g铁参与反应，阴极上产生气体的体积(标准状况)为×22.4 L·mol－1＝0.0336L，选项B错误；C、图①为原电池，正极上ClO－发生还原反应，且Mg2＋向正极移动参与反应，电极反应式为Mg2＋＋ClO－＋H2O＋2e－=Cl－＋Mg(OH)2↓，选项C正确；D、若图①中3.6 g镁溶解，根据得失电子守恒，则图②中阳极上放电的铁的质量为m(Fe)＝56 g·mol－1×n(Fe)＝56 g·mol－1×n(Mg)＝56 g·mol－1×＝8.4 g，根据Fe元素守恒知，产生Fe(OH)3的质量为×107＝16.05(g)，选项D错误。答案选C；（3）①B和C装置形成原电池，铅作负极，二氧化铅作正极，原电池放电时，正极上二氧化铅得电子和硫酸根离子反应生成硫酸铅，发生还原反应，电极反应式为：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－=PbSO4＋2H2O；②A连接电源，则A是电解池，左边Pt作阴极，右边Cu作阳极，阳极上Cu放电，阴极上氢离子放电，装置A中总反应的离子方程式为Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑；③当装置A中Cu电极质量改变6.4g时，n（Cu）=0.1mol，则转移0.2mol电子，装置D中n（NaCl）=0.1mol，阳极首先发生2Cl--2e-=Cl2↑、其次发生4OH--4e-=2H2O+O2↑，则阳极首先生成0.05molCl2，其次生成0.025molO2，阴极只发生2H++2e-=H2↑，生成0.1molH2，则总共生成0.175mol气体，体积为0.175mol×22.4L/mol=3.92L。