Question

【題目】工業(yè)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(yè)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(qū)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(yè)是高耗能產業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)電、節(jié)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(shù)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(qū)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－；