Question

【題目】工業上電解制燒堿的技術是用離子交換膜法，主要原料是飽和食鹽水．圖為離子交換膜法電解原理示意圖：
請回答下列問題：

（1）電解槽中部的陽離子交換膜把電解槽隔成了陰極室和陽極室，這種陽離子交換膜，只允許溶液中的通過（填寫下列微粒的編號）．
①H2 ， ②Cl2 ， ③Cl﹣ ， ④H+ ， ⑤Na+ ， ⑥OH﹣ ．
（2）B極為電解槽的極，電極反應式為 ．
（3）若用堿性氫氧燃料電池給予上述電解槽供電，燃料電池的正極反應式為：； 如果每小時能產生標準狀況下的氯氣V L，則每小時至少向燃料電池中輸入氧氣的物質的量（理論計算）mol．
（4）若將標準狀況下13.44L的陽極氣體通入熱的氫氧化鈉溶液中，反應中只有一種元素的化合價發生改變，得到了兩種含氯化合物，其中還原產物與氧化產物物質的量之比為5：1，寫出該反應的離子方程式

Answer 1

【答案】
（1）④⑤
（2）陰；2H++2e﹣═H2↑
（3）O2+4e﹣+2H2O═4OH﹣；
（4）3Cl2+6OH﹣ 5Cl﹣+ClO3﹣+3H2O
【解析】解：（1）陽離子交換膜只允許陽離子鈉離子通過，而陰離子氫氧根和氯離子均不能通過，
所以答案是：④⑤；
（2.）電解池中和電源的正極相連的是電解池的陽極，所以A極為電解槽的陽極，氯離子發生失電子的氧化反應，即2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑，B為電解池的陰極，電極反應為：2 H++2e﹣═H2↑，
所以答案是：陰；2 H++2e﹣═H2↑；
（3.）燃料電池中氧氣得到電子在堿性溶液中生成氫氧根離子，電極反應為：O2+4e﹣+2 H2O═4 OH﹣ ， 如果每小時能產生標準狀況下的氯氣V L，依據電子守恒和電極反應計算2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑，O2+4e﹣+2 H2O═4 OH﹣ ， 電子守恒得到O2～2Cl2 ， 則每小時至少向燃料電池中輸入氧氣的物質的量= mol，
所以答案是：O2+4e﹣+2 H2O═4 OH﹣； ；
（4.）氯氣和熱的氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、氯酸鈉和水，反應中Cl元素的化合價由0價升高到+5價，還原產物與氧化產物物質的量之比為5：1，所以方程式為：3Cl2+6OH﹣ 5Cl﹣+ClO3﹣+3H2O，
所以答案是：3Cl2+6OH﹣ 5Cl﹣+ClO3﹣+3H2O．