Question

【題目】工業上電解制堿的技術是用離子交換膜法。請回答下列問題：

（1）電解精制食鹽水，電解槽中的陽離子交換膜把電解槽隔成了陰極室和陽極室，它只允許陽離子通過，而不允許_____________（填離子符號）和氣體通過。

（2）氯堿工業中獲得的燒堿可以吸收有毒氣體H2S，吸收后的溶液加入到如圖所示的電解池的陽極區進行電解以獲取單質硫。

①Na2S溶液顯堿性的原因（離子方程式）：____________________________________________________________。

②電極A應該與直流電源的____________相連。A電極反應為________________________________________________。

（3）氯堿工業是高耗能產業，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節電、節能30%以上。在這種工藝設計中，相關物料的傳輸與轉化關系如下圖所示，其中的電極未標出。

①圖示中電極產物X、Y分別是____________、____________（填化學式）。圖示中氫氧化鈉溶液質量分數大小：a%______b%（填“﹥”“﹤”或“＝”）。

②燃料電池B中正極的電極反應：_________________________________________________________。

Answer 1

【答案】 Cl－ OH－ S2－＋H2OHS－＋OH－ 正極 S2－－2e－＝S Cl2 H2 ﹤ O2＋4e－＋2H2O＝4OH－

【解析】試題分析：（1）陽離子交換膜只允許陽離子通過，而不允許陰離子、氣體通過；（2）①Na2S是強堿弱酸鹽，S2-水解；②S2-在A極失電子生成S單質；（3）①根據陽離子交換膜的作用和燃料電池的工作原理來回答；②根據燃料電池的工作原理來回答；

解析：（1）陽離子交換膜只允許陽離子通過，而不允許陰離子Cl－ 、OH－和氣體通過；（2）①Na2S是強堿弱酸鹽，S2-水解溶液呈堿性，水解方程式是S2－＋H2OHS－＋OH－；②S2-在A極失電子生成S單質，所以A應該與直流電源的正極相連，電極反應式為S2－－2e－＝S；（3）（3）①在燃料電池中，氧氣作正極，所以通入空氣的極是正極，通入燃料的極是負極，所以Y是氫氣，即產生Y的極是陰極，產生X的電極是陽極，陽極氯離子失電子生成氯氣，X是氯氣；燃料電池的正極是氧氣得電子在堿性條件下生成氫氧根離子，鈉離子通過陽離子膜進入正極區生成氫氧化鈉，所以氫氧化鈉濃度增大，a%<b%；②燃料電池的正極是氧氣得電子在堿性條件下生成氫氧根離子，電極反應式是O2＋4e－＋2H2O＝4OH－；