Question

【題目】請回答氯堿工業(yè)的如下問題：
（1）氯氣、燒堿是電解食鹽水時按照固定的比率k（質(zhì)量比）生成的產(chǎn)品．理論上k=
（2）原料粗鹽中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42﹣等雜質(zhì)，必須精制后才能供電解使用．精制時，粗鹽溶于水過濾后，還要加入的試劑分別為①Na2CO3、②鹽酸 ③BaCl2 ， 這三種試劑添加的合理順序是（填序號）
（3）氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)能30%以上．在這種工藝設(shè)計中，相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，其中的電極未標(biāo)出，所用的離子膜都只允許陽離子通過．

①圖中X、Y分別是、（填化學(xué)式），分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)a%與b%的大小 ．
②分別寫出燃料電池B中正極、負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)：、 ．

Answer 1

【答案】
（1） = =1：1.13或0.89
（2）③①②
（3）Cl2；H2；a%小于b%；O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣；H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O
【解析】解：（1）電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑，則理論上k= = =1：1.13或0.89，所以答案是： = =1：1.13或0.89；（2）應(yīng)先加入過量BaCl2 ， 除去SO42﹣ ， 然后加過量Na2CO3 ， 可除去Ca2+、Mg2+、Fe3+等，過濾后加入鹽酸可除去Na2CO3 ， 所以答案是：③①②；（3）①通空氣一邊為正極（還原反應(yīng)），那么左邊必然通H2 ， 這樣Y即為H2 ， 則電解池左邊應(yīng)為陽極，生成Cl2 ， 由于燃料電池正極發(fā)生O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣ ， 燃料電池中的離子膜只允許陽離子通過，而燃料電池中正極氧氣得到電子產(chǎn)生OH﹣ ， 所以反應(yīng)后氫氧化鈉的濃度升高，即a%小于b%，可知NaOH濃度增大，
所以答案是：Cl2；H2；a%小于b%； ②燃料電池中正極氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣ ， 負(fù)極氫氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O，
所以答案是：O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣；H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O．