Question

9．电解Na₂SO₄溶液产生H₂SO₄和烧碱的装置如图所示，其中阴极和阳极均为惰性电极．测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1：2，以下说法正确的是（说明：阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过）（　　）

• A． a电极反应式：2H⁺+2e^-=H₂↑
• B． 产物丁为NaOH
• C． c为阳离子交换膜
• D． 每转移0.2mol电子，产生1.12L气体甲

Answer 1

分析 电解硫酸钠溶液时，阳极上生成氧气，电极反应式为2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，阴极反应式为 2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1：2，则甲是氧气、乙是氢气，则a是阳极、b是阴极，阳极区域生成硫酸、阴极区域生成NaOH，据此分析解答．

解答 解：电解硫酸钠溶液时，阳极上生成氧气，电极反应式为2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，阴极反应式为 2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，测得同温同压下，气体甲与气体乙的体积比约为1：2，则甲是氧气、乙是氢气，则a是阳极、b是阴极，阳极区域生成硫酸、阴极区域生成NaOH，
A．a为阳极，电极反应式为2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，故A错误；
B．通过以上分析知，a为阳极，同时生成硫酸，所以产物丙是硫酸，b是阴极，阴极区域生成NaOH，即产物丁为NaOH，故B正确；
C．产物丁是NaOH，则离子交换膜d是阳离子交换膜，c为阴离子交换膜，故C错误；
D．a为阳极，电极反应式为2H₂O-4e^-=O₂↑+4H⁺，产生的气体甲是氧气，每转移0.2mol电子，产生氧气气的物质的量为0.05mol氧气，但温度和压强未知，无法确定气体摩尔体积，则无法计算氧气体积，故D错误；
故选B．

点评 本题考查电解原理，判断甲、乙气体成分是解本题关键，再结合电极反应式分析解答，易错选项是D，注意气体摩尔体积的适用范围及适用条件，为易错点．