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8.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.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④⑤通过(填写下列微粒的编号).
①H2,②Cl2,③Cl-,④H+,⑤Na+,⑥OH-
(2)B极为电解槽的阴极,电极反应式为2H++2e-═H2↑.
(3)若用碱性氢氧燃料电池给予上述电解槽供电,燃料电池的正极反应式为:O2+4e-+2H2O═4OH-; 如果每小时能产生标准状况下的氯气V L,则每小时至少向燃料电池中输入氧气的物质的量(理论计算)$\frac{V}{44.8}$ mol.
(4)若将标准状况下13.44L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3Cl2+6OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5Cl-+ClO3-+3H2O.

分析 (1)阳离子交换膜只允许阳离子通过,而阴离子不能通过;
(2)电解时,阳离子向阴极移动,由离子的定向移动可判断电极;
(3)燃料电池中氧气得到电子在碱性溶液中生成氢氧根离子,依据电子守恒和电极反应计算2Cl--2e-═Cl2↑,O2+4e-+2 H2O═4 OH-,电子守恒得到O2~2Cl2
(4)氯气和热的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、氯酸钠和水.

解答 解:(1)阳离子交换膜只允许阳离子钠离子通过,而阴离子氢氧根和氯离子均不能通过,
故答案为:④⑤;
(2)电解池中和电源的正极相连的是电解池的阳极,所以A极为电解槽的阳极,氯离子发生失电子的氧化反应,即2Cl--2e-═Cl2↑,B为电解池的阴极,电极反应为:2 H++2e-═H2↑,
故答案为:阴;2 H++2e-═H2↑;
(3)燃料电池中氧气得到电子在碱性溶液中生成氢氧根离子,电极反应为:O2+4e-+2 H2O═4 OH-,如果每小时能产生标准状况下的氯气V L,依据电子守恒和电极反应计算2Cl--2e-═Cl2↑,O2+4e-+2 H2O═4 OH-,电子守恒得到O2~2Cl2,则每小时至少向燃料电池中输入氧气的物质的量=$\frac{V}{44.8}$mol,
故答案为:O2+4e-+2 H2O═4 OH-;$\frac{V}{44.8}$;
(4)氯气和热的氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、氯酸钠和水,反应中Cl元素的化合价由0价升高到+5价,还原产物与氧化产物物质的量之比为5:1,所以方程式为:3Cl2+6OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5Cl-+ClO3-+3H2O,
故答案为:3Cl2+6OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$5Cl-+ClO3-+3H2O.

点评 本题考查了电解原理,为高频考点,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,明确离子交换膜的作用及阴阳极上发生的反应是解本题关键,题目难度中等.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.下列说法中,正确的是(  )
A.碳素钢、不锈钢、硬铝、黄铜都属于合金
B.正常雨水的pH为5.6,主要是因为溶解了SO2
C.钢化玻璃常用于制造眼镜片、照相机中的透镜等
D.光化学烟雾主要是由于向大气中任意排放CO2、氟氯烃、SO2等产生的

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.某元素天然同位素原子A的一个原子中共有96个微粒,其中36个微粒不带电.则A的相对原子质量接近(  )
A.36B.30C.66D.60

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

16.实验室用NaOH固体配制250mL 1.25mol/L的NaOH溶液,填空并请回答下列问题:
(1)配制250mL 1.25mol/L的NaOH溶液,应称取12.5gNaOH的质量;
(2)容量瓶在使用前的第一步操作是:查漏;
(3)下列配制的溶液浓度偏低的是:ABE;
A.称量NaOH时,砝码错放在左盘
B.向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴洒在容量瓶外面
C.定容时俯视刻度线
D.配制前,容量瓶中有少量蒸馏水
E.定容后经振荡、摇匀,发现液面下降,再加适量的蒸馏水至刻度线.

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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

3.在l01kPa时燃烧1t含FeS2质量分数为70%的黄铁矿(杂质不参加反应)生成固态Fe2O3和气 态SO2,放出4.98×106kJ的热量.表示上述反应的热化学方程式正确的是(  )
A.4FeS2( s)+11O2( g)═2Fe2O3( s)+8SO2(g)△H=-3414.8kJ•moL
B.FeS2(s)+$\frac{11}{4}$O2(g)═$\frac{1}{2}$Fe2O3 (s)+2SO2(g)△H=-853.7kJ•moL
C.4FeS2(s)+11O2(g)═2 Fe2O3 (s)+8SO2(g)△H+3414.8kJ•moL
D.FeS2(s)+$\frac{11}{4}$O2(g)═$\frac{1}{2}$Fe2O3 (s)+2SO2(g)△H=+853.7kJ•moL

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

13.某学生预测定味精(味精的主要成分化学式为C5H8NO4Na•H2O)中食盐的含量,做了如下实验:
①称取某牌号的袋装味精样品1.000g,放入烧杯中,加入蒸馏水溶解,恢复到室温;
②在烧杯中,加入用稀硝酸酸化的A溶液,充分反应,使沉淀完全;
③过滤,用蒸馏水反复洗涤沉淀多次;
④将沉淀烘干、称量,所得固体质量为0.500g.
根据上述实验操作回答下列问题:
(1)加入的A溶液是;检验加入的A是否过量的方法是取上层烧杯中清液于试管中加入少量硝酸银溶液,如果有沉淀产生说明不过量,如果没有沉淀产生说明过量.
(2)过滤时,为提高过滤效率,可用如图所示的抽滤装置代替普通过滤装置,抽滤装置过滤速率比普通过滤装置快的主要原因是空气被抽走,吸滤瓶内压力减小;布氏漏斗与吸滤瓶压差增大,过滤速率加快.
(3)检查沉淀是否洗净的方法关闭抽气泵,拨出布氏漏斗;取最后一次洗涤的洗涤液于试管中,加入稀盐酸,若无浑浊现象,说明沉淀已洗净.
(4)烘干沉淀应采用的方法是A.
A.低温烘干
B.高温烘干
C.利用太阳能晒干
(5)该牌号味精中氯化钠的质量分数为20.4%,若该味精包装袋上标注“谷氨酸单钠含量≥80%,NaCl含量≤20%”,则此样品是否符合产品标示的质量分数不符合(填“符合”或“不符合).
(6)写出味精和食盐中都含有的元素的实验检验方法:用洁净的铂丝蘸取样品,放在无色火焰上灼烧,若显黄色说明含钠元素.画出该元素的离子的结构示意图:

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

20.已知X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的五种短周期元素,且互不同族.X原子最外层电子数与次外层电子数相等;Z原子最外层电子数与电子层数相等;X与R、Z与W的最外层电子数之和均为9;单质Z和R都可以与Y的最高价氧化物对应的水化物反应.请回答下列问题:
(1)Y、Z、W、R形成的单核离子半径由大到小的顺序是:S2->Cl->Na+>Al3+;(用离子符号表示).
(2)Z元素在周期表中的位置:第三周期ⅢA族.
(3)WR2的电子式
(4)写出R单质与Y的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O.
(5)X与Z的化学性质相似,写出X单质与Y的最高价氧化物对应水化物的离子方程式Be+2OH-=BeO22-+H2↑.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

17.下列关于热化学反应的描述中正确的是(  )
A.HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热△H=2×(-57.3)kJ/mol
B.CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,则2CO2(g)═2CO(g)+O2(g)反应的△H=(+283.0kJ/mol)×2
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.按要求写出下列反应的离子方程式
①氢氧化铜溶于盐酸Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O
②盐酸中滴加硝酸银溶液Ag++Cl-=AgCl↓
(2)写出离子反应方程式Ba2++SO42-=BaSO4↓所对应的三个化学方程式
①BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl
②Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O
③BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl.

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