Question

（10分）工业上电解制烧碱的技术是用离子交换膜法，主要原料是饱和食盐水。下图为离子交换膜法电解原理示意图：

请回答下列问题：
（1）电解槽中部的阳离子交换膜把电解槽隔成了阴极室和阳极室，这种阳离子交换膜，只允许溶液中的__________通过（填写下列微粒的编号），而两边的水不能自由流通。
①H⁺   ② Cl^-   ③Na⁺   ④OH^-
（2）A极为电解槽的________极，电极反应式为__________________________________，
（3）如果没有阳离子交换膜，阴阳两极的某两种产物在常温下会在溶液中发生反应而使烧碱不纯，其反应的离子方程式为___________                  。
（4）若将标准状况下6.72L的阳极气体通入热的氢氧化钠溶液中，反应中只有一种元素的化合价发生改变，得到了两种含氯化合物，其中还原产物与氧化产物物质的量之比为5:1，写出该反应的离子方程式_____________________________________________。

Answer 1

（1）①③        （2）阳；    2Cl^--2e^-=Cl₂↑
（3）Cl₂ +2OH^-Cl^- +ClO^- +H₂O       （4）3Cl₂ +6OH^-5Cl^- +ClO₃^- +3H₂O

试题分析：（1）阳离子交换膜只能允许阳离子通过，所以H⁺和Na⁺可以通过。
（2）根据阳离子的转移方向可知A极是阳极，B极是阴极，A极的电极反应为2Cl^--2e^-=Cl₂↑。
（3）没有阳离子交换膜，Cl₂可以与NaOH溶液反应，离子方程式为Cl₂ +2OH^-Cl^- +ClO^- +H₂O。
（4）阳极气体是Cl₂，与NaOH溶液反应时，只有一种元素的化合价变化，则说明发生了歧化反应，且还原产物与氧化产物物质的量之比为5:1，则生成了Cl^-和ClO₃^-，所以反应的方程式为3Cl₂ +6OH^-5Cl^- +ClO₃^- +3H₂O。
点评：电解中最关键的是准确判断出电极上离子的放电顺序。在判断电解产物时，首先判断阳极电极材料。如果是活性电极，则电极本身失去电子。如果是惰性电极，则溶液中的阴离子失去电子。而阴极是溶液中的阳离子得到电子，所以需要熟练记住常见离子的放电顺序。