现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极,请用氯碱工业中的膜技术原理,回答下列问题.
(1)写出氯碱工业中电解饱和食盐水的离子方程式 ;
(2)请利用交换膜技术,根据上图框架,设计一个电解硫酸钠溶液制氢氧化钠溶液和硫酸溶液的装置,标出进出物质的化学式:
A ;C ; E ;膜b为 离子交换膜(填“阳”或“阴”).
现有阳离子交换膜、阴离子交换膜、石墨电极,请用氯碱工业中的膜技术原理,回答下列问题.
(1)写出氯碱工业中电解饱和食盐水的离子方程式 ;
(2)请利用交换膜技术,根据上图框架,设计一个电解硫酸钠溶液制氢氧化钠溶液和硫酸溶液的装置,标出进出物质的化学式:
A ;C ; E ;膜b为 离子交换膜(填“阳”或“阴”).
考点:
电解原理.
专题:
电化学专题.
分析:
(1)用惰性电极电解饱和氯化钠溶液时,阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电,同时阴极附近还生成氢氧根离子;
(2)电解硫酸钠溶液时,阳极上氢氧根离子放电,则溶液中含有氢离子,硫酸根离子、氢离子构成硫酸溶液,所以在阳极附近形成硫酸溶液;阴极上氢离子放电,溶液中含有氢氧根离子,钠离子、氢氧根离子构成NaOH溶液,所以阴极附近存在NaOH溶液.
解答:
解:(1)用惰性电极电解饱和氯化钠溶液时,阳极上氯离子放电、阴极上氢离子放电,同时阴极附近还生成氢氧根离子,电池反应式为2Cl﹣+2H2O2OH﹣+Cl2↑+H2↑,故答案为:2Cl﹣+2H2O
2OH﹣+Cl2↑+H2↑;
(2)电解Na2SO4溶液时,阳极上OH﹣放电生成O2,则溶液中含有H+,SO42﹣、H+构成H2SO4,所以在阳极附近形成H2SO4溶液,所以F是稀H2SO4、A是O2、G是浓硫酸、a是阳离子交换膜;阴极上H+放电生成H2,溶液中含有OH﹣,Na+、OH﹣构成NaOH,所以阴极附近存在NaOH溶液,则D是稀NaOH溶液、C是浓NaOH、B是H2、b是阴离子交换膜,E是Na2SO4(溶液),故答案为:O2;NaOH;Na2SO4(溶液);阳.
点评:
本题考查了电解原理,明确实验目的、各个电极上离子放电顺序即可解答,会根据阴阳极上放电的离子确定(2)题中各个字母代表的物质,题目难度中等.