Question

图18­7为离子交换膜法电解饱和食盐水的原理示意图，阴极由碳钢网制成，阳极由金属钛网做成(离子交换膜有只允许阳离子通过的阳离子交换膜与只允许阴离子通过的阴离子交换膜)。

图18­7

 (1)若目标产品是从D处引出电解槽中的，则m电极应与电源的________极相连，n电极上的电极反应方程式为________________________________________________________；

精制食盐水应该从________口进入电解池中，从C处出来的液体成分主要是______________。

(2) 当有10 mol某种离子透过L时，理论上电路中通过的电子为________N_A；图中的交换膜L属于________(填“阳”或“阴”)离子交换膜，如果取消该交换膜，则溶液中可能发生的副反应的化学方程式为_______________________________________________________。

(3)为增大右侧电极区的导电能力，从B处引入的物质不是水而是某种物质的稀溶液，该物质可能是________。

a．NaCl　b．NaOH　c．Na₂CO₃　d．KOH

 (4)受问题(2)中副反应的启示，人们开发出了一种家用“84”消毒液(有效成分为NaClO)发生器(构造如图18­8)，在制备消毒液时，b电极上的电极反应式为________________________________________________________________________。

假设食盐最终全部转化为NaClO，写出电解总反应方程式：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

图18­8

Answer 1

(2)10　阳　2NaOH＋Cl₂===NaCl＋NaClO＋H₂O

(3)b

(4)2Cl^－－2e^－===Cl₂↑　NaCl＋H₂ONaClO＋H₂↑

[解析] (1)由于从D处出来的是NaOH溶液且氯气易与碱反应，故n电极是阴极，电极上是H^＋放电生成H₂；m是阳极，应与电源正极相连；此时NaCl应从A处进入，从C处出来的是NaCl的稀溶液。

(2)因Na^＋应进入到右侧电极区，故L是阳离子交换膜，当没有离子交换膜时，阴极区生成的OH^－在电场作用下会移向阳极并与阳极上产生的氯气发生反应；当有10 mol Na^＋透过L时，表明阴极区有10 mol OH^－生成，故电路中通过的电子为10 mol。

(3)因目标产物是NaOH，故相应的溶液应该为NaOH的稀溶液，否则的话会引入杂质。

(4)此发生器仍是利用电解饱和食盐水的原理制得消毒液的，为得到NaClO，阳极上生成的Cl₂必须与阴极上产生的NaOH作用，因此氯气应该在b极上生成。由题目信息知阴极上是H^＋得到电子转化为H₂，故有H₂O＋NaClNaClO＋H₂↑。