Question

【题目】工业上电解制碱的技术是用阳离子交换膜法，主要原料是饱和食盐水。图一为阳离子交换膜法电解原理示意图。请回答下列问题：

（1）反应的离子方程式是___。A、B、C、D所对应物质化学式分别为__________、____、______、_______，每通过0.1mol电子，就有0.1mol____（填离子符号）通过离子交换膜。

（2）若上述电解过程中用阴离子交换膜代替阳离子交换膜（已知：3Cl2 +6OH- = 5Cl-+ClO3-+3H2O），下列说法正确的组合是___________。

A．电解结束时，右侧溶液中含有ClO3—

B．电解槽内发生反应的总化学方程式为：NaCl + 3H2O NaClO3 + 3H2↑

C．用阴离子交换膜后，电解槽内两个电极发生的电极反应与原来一样

D．用阴离子交换膜后，阳离子的定向移动方向与原来相反

（3）如果用熔融碳酸盐CO燃料电池供电，图二为其工作原理，A、B极的电极反应分别是____、_______________。

Answer 1

【答案】2Cl-+2H2O 电解 2OH-+H2↑+Cl2↑ NaCl NaOH Cl2 H2 Na+ ABC 2CO+2CO32- - 4e- = 4CO2 O2+2CO2+4e- =2CO32-

【解析】

（1）根据题中信息，对饱和食盐水进行电解，制取碱，反应的离子方程式是2Cl-+2H2O 电解 2OH-+H2↑+Cl2↑；根据装置图结构，左边电极与电源正极相连，故左边的电极为阳极，阴离子在该电极失电子发生氧化反应，右边的电极与电源的负极相连，右边电极为阴极，阳离子在该电极得电子，发生还原反应，根据化学反应方程式得失电子可得，阳极生成氯气，阴极生成氢气和氢氧化钠，阳离子向阴极移动，A应补充NaCl，B补稀的NaOH，因此电解时，A为NaCl，B为NaOH，C为 Cl2，D为H2，电解池中间为阳离子交换膜，只允许阳离子通过，该电解池中的阳离子主要为钠离子。当每通过0.1mol电子，就有0.1mol Na+通过离子交换膜。

答案为： 2Cl-+2H2O 电解 2OH-+H2↑+Cl2↑；NaCl； H2O；Cl2； H2； Na+

（2）A．电解时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气同时电极附近生成氢氧根离子，氢氧根离子通过阴离子交换膜移向阳极，氯气和氢氧根离子反应生成氯酸根离子，电解结束时，溶液呈电中性，则右侧溶液中含有ClO3-，故A正确；

B．电解时，阴极上氢离子放电，阳极上氯离子放电生成氯酸根离子，电池反应式为：NaCl + 3H2O NaClO3 + 3H2↑，故B正确；

C．无论使用阴离子交换膜还是阳离子交换膜，阳极上都是氯离子放电、阴极上都是氢离子放电，所以电解槽内两个电极发生的电极反应与原来一样，故C正确；

D．无论使用阴离子交换膜还是阳离子交换膜，阳离子都向阴极移动，故D错误；

答案为：ABC。

（3）根据图二其工作原理，A电极上CO和CO32-转变为CO2，碳的化合价+2价变为+4价，化合价升高失电子，发生氧化反应，故A为负极；B电极上O2和CO2转变为CO32-，样的化合价从0价变为-2价，化合价降低得电子，发生还原反应，B为正极。电极反应分别是A：2CO+2CO32- - 4e- = 4CO2 ，B：O2+2CO2+4e- =2CO32-；

答案为：2CO+2CO32- - 4e- = 4CO2；O2+2CO2+4e- =2CO32-