Question

【題目】如圖是以鉛蓄電池為電源，模擬氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置圖（C、D均為石墨電極）。電解一段時間后，若在電解池中C極一側(cè)出來的氣體無色無味，D極一側(cè)出來的氣體呈黃綠色有刺激性氣味。請回答以下問題：

（1）已知鉛蓄電池在放電時發(fā)生的反應：Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O，則A極為電源的_________極（填“正”或“負”），電極反應為___________________________；

（2）電解飽和食鹽水的離子反應方程式是__________________；

（3）電極C的電極反應是_____________________________________________；

（4）電解時為防止兩種氣體產(chǎn)物混合，用陽離子交換膜做隔膜。則電解時Na+從______極區(qū)移向_____極區(qū)（填“C”或“D”）；

（5）若電路上有0.2mol電子的電量通過，則鉛蓄電池中消耗硫酸_________mol。

Answer 1

【答案】負Pb+2e-+SO42-=PbSO42Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑DC0.2

【解析】

電解一段時間后，若在電解池中C極一側(cè)出來的氣體無色無味是氫氣，則C極是陰極，D極一側(cè)出來的氣體呈黃綠色有刺激性氣味是氯氣，D極是陽極，所以原電池中A極是負極，B極是正極，據(jù)此解答。

根據(jù)以上分析可知A極是負極，B極是正極，C極是陰極，D極是陽極，則

（1）A是負極，負極上鉛失電子和硫酸根離子結(jié)合生成硫酸鉛，則負極電極反應為Pb+2e-+SO42-=PbSO4；

（2）電解氯化鈉溶液時，C是陰極，陰極上得電子發(fā)生還原反應，電極反應式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑，D是陽極，陽極上氯離子失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為2Cl--2e-=Cl2↑，同時生成氫氧化鈉，所以其電池反應式為2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑；

（3）根據(jù)以上分析可知電極C的電極反應為2H2O+2e-=H2↑+2OH-或2H++2e-=H2↑；

（4）氯堿工業(yè)中所用的高分子隔膜叫做陽離子膜，其作用是讓陽離子鈉離子穿過，阻止氯離子和氫氧根離子穿過，防止氯氣和氫氣接觸而發(fā)生反應，同時防止氯氣和氫氧化鈉接觸發(fā)生反應。電解池中陽離子向陰極移動，因此電解時Na+從D極區(qū)移向C極區(qū)；

（5）根據(jù)方程式Pb+PbO2+4H++2SO42-=2PbSO4+2H2O可知當轉(zhuǎn)移2mol電子時，消耗硫酸的物質(zhì)的量是2mol，則轉(zhuǎn)移0.2mol電子時消耗硫酸的物質(zhì)的量是0.2mol。