Question

【題目】工業(yè)上電解制堿的技術(shù)是用陽離子交換膜法，主要原料是飽和食鹽水。圖一為陽離子交換膜法電解原理示意圖。請(qǐng)回答下列問題：

（1）反應(yīng)的離子方程式是___。A、B、C、D所對(duì)應(yīng)物質(zhì)化學(xué)式分別為__________、____、______、_______，每通過0.1mol電子，就有0.1mol____（填離子符號(hào)）通過離子交換膜。

（2）若上述電解過程中用陰離子交換膜代替陽離子交換膜（已知：3Cl2 +6OH- = 5Cl-+ClO3-+3H2O），下列說法正確的組合是___________。

A．電解結(jié)束時(shí)，右側(cè)溶液中含有ClO3—

B．電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式為：NaCl + 3H2O NaClO3 + 3H2↑

C．用陰離子交換膜后，電解槽內(nèi)兩個(gè)電極發(fā)生的電極反應(yīng)與原來一樣

D．用陰離子交換膜后，陽離子的定向移動(dòng)方向與原來相反

（3）如果用熔融碳酸鹽CO燃料電池供電，圖二為其工作原理，A、B極的電極反應(yīng)分別是____、_______________。

Answer 1

【答案】2Cl-+2H2O 電解 2OH-+H2↑+Cl2↑ NaCl NaOH Cl2 H2 Na+ ABC 2CO+2CO32- - 4e- = 4CO2 O2+2CO2+4e- =2CO32-

【解析】

（1）根據(jù)題中信息，對(duì)飽和食鹽水進(jìn)行電解，制取堿，反應(yīng)的離子方程式是2Cl-+2H2O 電解 2OH-+H2↑+Cl2↑；根據(jù)裝置圖結(jié)構(gòu)，左邊電極與電源正極相連，故左邊的電極為陽極，陰離子在該電極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，右邊的電極與電源的負(fù)極相連，右邊電極為陰極，陽離子在該電極得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式得失電子可得，陽極生成氯氣，陰極生成氫氣和氫氧化鈉，陽離子向陰極移動(dòng)，A應(yīng)補(bǔ)充NaCl，B補(bǔ)稀的NaOH，因此電解時(shí)，A為NaCl，B為NaOH，C為 Cl2，D為H2，電解池中間為陽離子交換膜，只允許陽離子通過，該電解池中的陽離子主要為鈉離子。當(dāng)每通過0.1mol電子，就有0.1mol Na+通過離子交換膜。

答案為： 2Cl-+2H2O 電解 2OH-+H2↑+Cl2↑；NaCl； H2O；Cl2； H2； Na+

（2）A．電解時(shí)，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣同時(shí)電極附近生成氫氧根離子，氫氧根離子通過陰離子交換膜移向陽極，氯氣和氫氧根離子反應(yīng)生成氯酸根離子，電解結(jié)束時(shí)，溶液呈電中性，則右側(cè)溶液中含有ClO3-，故A正確；

B．電解時(shí)，陰極上氫離子放電，陽極上氯離子放電生成氯酸根離子，電池反應(yīng)式為：NaCl + 3H2O NaClO3 + 3H2↑，故B正確；

C．無論使用陰離子交換膜還是陽離子交換膜，陽極上都是氯離子放電、陰極上都是氫離子放電，所以電解槽內(nèi)兩個(gè)電極發(fā)生的電極反應(yīng)與原來一樣，故C正確；

D．無論使用陰離子交換膜還是陽離子交換膜，陽離子都向陰極移動(dòng)，故D錯(cuò)誤；

答案為：ABC。

（3）根據(jù)圖二其工作原理，A電極上CO和CO32-轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>CO2，碳的化合價(jià)+2價(jià)變?yōu)?/span>+4價(jià)，化合價(jià)升高失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故A為負(fù)極；B電極上O2和CO2轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>CO32-，樣的化合價(jià)從0價(jià)變?yōu)?/span>-2價(jià)，化合價(jià)降低得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，B為正極。電極反應(yīng)分別是A：2CO+2CO32- - 4e- = 4CO2 ，B：O2+2CO2+4e- =2CO32-；

答案為：2CO+2CO32- - 4e- = 4CO2；O2+2CO2+4e- =2CO32-