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

考点：电解原理

专题：电化学专题

分析：（1）用惰性电极电解饱和氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电，同时阴极附近还生成氢氧根离子；
（2）电解硫酸钠溶液时，阳极上氢氧根离子放电，则溶液中含有氢离子，硫酸根离子、氢离子构成硫酸溶液，所以在阳极附近形成硫酸溶液；阴极上氢离子放电，溶液中含有氢氧根离子，钠离子、氢氧根离子构成NaOH溶液，所以阴极附近存在NaOH溶液．

解答： 解：（1）用惰性电极电解饱和氯化钠溶液时，阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电，同时阴极附近还生成氢氧根离子，电池反应式为2Cl^-+2H₂O

电解  .

2OH^-+Cl₂↑+H₂↑，故答案为：2Cl^-+2H₂O

电解  .

2OH^-+Cl₂↑+H₂↑；
（2）电解Na₂SO₄溶液时，阳极上OH^-放电生成O₂，则溶液中含有H⁺，SO₄^2-、H⁺构成H₂SO₄，所以在阳极附近形成H₂SO₄溶液，所以F是稀H₂SO₄、A是O₂、G是浓硫酸、a是阳离子交换膜；阴极上H⁺放电生成H₂，溶液中含有OH^-，Na⁺、OH^-构成NaOH，所以阴极附近存在NaOH溶液，则D是稀NaOH溶液、C是浓NaOH、B是H₂、b是阴离子交换膜，E是Na₂SO₄（溶液），故答案为：O₂；NaOH；Na₂SO₄（溶液）；阳．

点评：本题考查了电解原理，明确实验目的、各个电极上离子放电顺序即可解答，会根据阴阳极上放电的离子确定（2）题中各个字母代表的物质，题目难度中等．