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工业上电解制碱的技术是用阳离子交换膜法,主要原料是饱和食盐水。下图为阳离子交换膜法电解原理示意图:
请回答下列问题:

(1)A极为电解槽的________极,B极的材料工业上常采用的是生活中常见的金属,但有大量损耗,其主要原因是                    。(填“吸氧腐蚀”或“析氢腐蚀”)
(2)电解槽中部的阳离子交换膜把电解槽隔成了阴极室和阳极室,这种阳离子交换膜,只允许溶液中的__________通过(填写下列微粒的编号)。
①H2,②Cl2,③H+,④Cl-,⑤Na+,⑥OH-。
(3)若上述电解过程中用阴离子交换膜代替阳离子交换膜(已知:3Cl2 +6OH-==5Cl-+ClO3-+3H2O),下列说法正确的组合是          。

A.电解结束时,右侧溶液中含有ClO3—
B.电解槽内发生反应的总化学方程式为:NaCl + 3H2O NaClO3 + 3H2↑
C.用阴离子交换膜后,电解槽内两个电极发生的电极反应与原来一样
D.用阴离子交换膜后,阳离子的定向移动方向与原来相反
(4)已知某电解槽每小时加入10%的氢氧化钠溶液a kg,每小时能产生标准状况下的氯气b L,则电解后流出的氢氧化钠溶液(密度为d g·cm-3)的物质的量浓度为(理论计算,需化简)               mol/L。



解析试题分析:由图可知,阳离子从左边流向右边,在电解池中,电解质溶液中的阳离子流向阴极,阴离子流向阳极。因此A做阳极,B做阴极。空气中会存在大量的氧气及水蒸气,因此该金属大量损耗的主要原因是发生了吸氧腐蚀。阳离子交换膜只允许阳离子通过,阴离子交换膜只允许阴离子通过因此(2)阳离子交换膜只允许③⑤通过。换成阴离子后,阴离子还是向阴极移动,所以ClO3—向右移动,再据电解池中阴阳离子的放电顺序,可知,在阳极中是氯离子失去电子生产氯气,在阴极中是氢离子得到电子生成氢气,因此电解槽内发生反应的总化学方程式为:NaCl + 3H2O  NaClO3 + 3H2↑。离子交换膜不能改变电极反应式,也不能改变阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动的事实,因此为(3)为ABC选项。(4)利用公式浓度等于1000乘以密度乘以质量分数再除以摩尔质量求得出来
考点:考查电解池及物质的量浓度的相关知识点

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:单选题

下列装置中,Fe腐蚀由快到慢的顺序为(     )

A.⑤④③②①
B.⑤④①②③
C.⑤③④①②
D.①②④③⑤

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

下列叙述正确的是

A.在电解池的阴极和原电池的负极上都发生氧化反应
B.镀层破损后,镀锡铁板比镀锌铁板更耐腐蚀
C.用惰性电极电解KOH溶液,阴、阳两极产物的物质的量之比为1:2
D.用惰性电极电解饱和NaCl溶液,若有1 mol电子转移,则生成1 molNaOH

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(8分)(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。锌片上发生的电极反应:          ;银片上发生的电极反应:           。
(2)若该电池中两电极的总质量为60g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47g,试计算:产生氢气的体积(标准状况)。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(共10分)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”)。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(16分) 以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如下图所示。

除去粗盐中的、和离子,加入下列沉淀剂的顺序是(填序号)_____________ 。
A.         B.      C.
(2)将滤液的调至酸性除去的离子有___________________。
(3)人们习惯上把电解饱和食盐水的工业叫做氯碱工业。下图表示电解饱和NaCl溶液的装置,X、Y是石墨棒。实验开始时,在两边同时各滴入几滴酚酞溶液,请回答以下问题:X极上的电极反应式是_____,在X极附近观察到的现象是________________;Y电极上的电极反应式是______,检验该电极反应产物的方法是_______________ 。电解溶液的离子方程式是_____________________。

(4)若向分离出晶体后的母液中加入过量生石灰,则可获得一种可以循环使用的气体,其化学式是 _____________________ 。
(5)某同学设计一个燃料电池(如下图所示),目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。

根据要求回答相关问题:
①通入氢气的电极为       (填“正极”或“负极”),负极的电极反应式为          。
②石墨电极为     (填“阳极”或“阴极”),反应一段时间后,在乙装置中滴入酚酞溶液,_      区(填“铁极”或“石墨极”)的溶液先变红。
③如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将         ,填“增大”“减 小”或“不变”)。精铜电极上的电极反应式为______________。
④若在标准状况下,有224m L氧气参加反应,则乙装置中铁电极上生成的气体在标况下体积为            ;丙装置中阴极析出铜的质量为               。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

如图甲、乙是电化学实验装置。

(1)若甲、乙两烧杯中均盛有NaCl溶液,则:
①甲中石墨棒上的电极反应式为       ;
②乙中总反应的离子方程式为        ;
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙烧杯上方,发现试纸先变蓝后褪色,这是因为过量的Cl2氧化了生成的I2 。若反应中Cl2和I2的物质的量之比为5∶1,且 生成两种酸,该反应的化学方程式为        。
(2)若甲乙两烧杯中均盛有足量CuSO4溶液,则:
①甲中铁棒上的电极反应式为       ;
②如果起始时乙中盛有200mLpH=5的CuSO4溶液(25℃),一段时间后溶液的pH变为1,若要使溶液恢复到电解前的状态,可向溶液中加入的物质是    (写化学式),其质量为          g。    

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(14分)为回收利用废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,主要流程如下:

部分含钒物质在水中的溶解性如下:

物质
VOSO4
V2O5
NH4VO3
(VO2)2SO4
溶解性
可溶
难溶
难溶
易溶
   回答下列问题:
⑴工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法,写出该反应的化学方程式             。
⑵图中所示滤液中含钒的主要成分为      (写化学式)。
⑶该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一,该步反应的离子方程式             ;沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度。根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为       、       。

⑷用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液,以测定反应②后溶液中含钒量,完成反应的离子方程式为□VO2++□H2C2O4+□_____=□VO2++□CO2↑+□H2O。
⑸全矾液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液,电池的工作原理为VO2++V2++2H+ VO2++H2O+V3+,电池充电时阳极的电极反应式为          。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

如图所示,甲、乙两装置电极材料都是铁棒与碳棒,请回答下列问题:

(1)若两装置中均为CuSO4溶液,反应一段时间后:
①有红色物质析出的是甲装置中的       棒,乙装置中的       棒。
②乙装置中阳极的电极反应式是:                                           。
(2)若两装置中均为饱和NaCl溶液:
①写出乙装置中总反应的离子方程式:                                        。
②甲装置中碳极的电极反应式是                 ,乙装置碳极的电极反应属于     (填“氧化反应”或“还原反应”)。
③将湿润的淀粉KI试纸放在乙装置碳极附近,发现试纸变蓝,解释其原因:                                    。

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