Question

如图是以铅蓄电池为电源，模拟氯碱工业电解饱和食盐水的装置图(C、D均为石墨电极)。

已知：铅蓄电池在放电时发生下列电极反应：

负极Pb＋SO－2e^－===PbSO₄

正极PbO₂＋4H^＋＋SO＋2e^－===PbSO₄＋2H₂O

(1)请写出电解饱和食盐水的化学方程式

_____________________。

(2)若在电解池中C极一侧滴酚酞试液，电解一段时间后未呈红色，说明铅蓄电池的A极为________极。

(3)用铅蓄电池电解1L饱和食盐水(食盐水足量、密度为1. 15 g/cm³)时，

①若收集到11.2L(标准状况下)氯气，则至少转移电子________mol。

②若铅蓄电池消耗H₂SO₄2 mol，则可收集到H₂的体积(标准状况下)为________L。

③若消耗硫酸a mol，电解后除去隔膜，所得溶液中NaOH的质量分数表达式为(假设氯气全部排出)________(用含a的代数式表示)。

Answer 1

解析：(1)电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl＋2H₂O2NaOH＋Cl₂↑＋H₂↑

(2)C极一侧滴酚酞试液不变红色，说明该极无OH^－生成，C极是阳极，故A是正极。

(3)标准状况下11.2 L Cl₂的物质的量是0.5 mol，每生成1 mol Cl₂转移2 mol e^－，故至少转移1 mol e^－；铅蓄电池放电的总反应为Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄===2PbSO₄＋2H₂O，每消耗2 mol H₂SO₄，转移2 mol e^－，可生成1 mol H₂，标准状况时，H₂的体积为22.4 L；消耗a mol H₂SO₄，转移a mol电子，生成H₂、Cl₂、NaOH的物质的量分别为mol，mol，a mol，故ω(NaOH)＝×100%。

答案：(1)2NaCl＋2H₂O2NaOH＋Cl₂↑＋H₂↑

(2)正　(3)①1　②22.4　③×100%