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)系如下圖所示，其中的電極未標出，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)量分數(shù)a％與b％的大小 。

②分別寫出燃料電池B中正極、負極上發(fā)生的電極反應(yīng)： 、 。

Answer 1

【答案】

（1）71/80（或1:1.13或0.89）

（2）③①②

（3）①Cl2、H2；a％小于b％（或a％<b％）

②O2+4e-+2H2O＝4OH-；H2－2e-+2OH-＝2H2O

【解析】

試題分析：（1）電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，則理論上k===1：1.13或0.89，故答案為：（或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，故答案為：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，故答案為：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，故答案為：O2+4e-+2H2O=4OH-；H2-2e-+2OH-=2H2O。