Question

（1）如图2-5装置，用于离子交换膜法电解饱和食盐水制烧碱。

图2-5

若X电极材料为金属钛网（表面有氧化物涂层），Y电极材料为碳钢网。离子交换膜只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过。回答下列问题：

①X的电极名称是______________。

②Y极的电极反应式为：____________________________。

③总反应的化学方程式为：__________________________。

④如何检验a气体?简述操作方法（用化学方法检验）：_______________________________

_____________________________________________________________________。

（2）已知0.1 mol·L^-1二元酸H₂A水溶液的pH=3.5，取一定量上面制取的NaOH溶液与H₂A溶液混合，恰好生成了Na₂A溶液。

①Na₂A溶液显__________（填酸、碱、中、不能确定）性。

请说明原因：________________________________。（用简单文字和离子方程式说明）。

②在Na₂A溶液中离子浓度大小顺序是：________________________________________。

③在Na₂A溶液中的电荷守恒关系是：__________________________________________。

Answer 1

思路解析：离子交换膜只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过，所以当氯离子在阳极失电子被氧化为氯气时，它不能通过离子膜全部排出；氢离子在阴极得电子被还原为氢气，也不能通过离子膜而排出，同时积累的OH^-也不能通过离子膜而进入阳极区与氯气反应，故此装置能得到高纯的氯气与烧碱，避免了氯气与烧碱的副反应。

X、Y电极的确定则可用反证法来进行：若Y为阳极，碳钢肯定会被氧化，所以只能为阴极，而X是表面涂有氧化膜保护层的钛，则可避免被氧化，所以可作阳极。

答案：（1）①阳极  ②2H⁺+2e^-H₂↑ 

③2NaCl+2H₂O2NaOH + H₂↑+Cl₂↑

④取淀粉碘化钾试纸用水润湿，放在a气体出口处，若试纸变蓝，说明a气体为氯气

（2）①碱  因为Na₂A为强碱弱酸盐，A^2-+H₂OHA^-+OH^-，水解显碱性  ② c（Na⁺）＞c（A^2-）＞c（OH^-）＞c（HA^-）＞c（H⁺）  ③c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（A^2-）+c（HA^-） +c（OH^-）