Question

（共10分）現有陽離子交換膜、陰離子交換膜、石墨電極，請用氯堿工業中的膜技術原理，回答下列問題。

（1）寫出氯堿工業中電解飽和食鹽水的離子方程式                    ；
（2）請利用交換膜技術，根據上圖框架，設計一個電解硫酸鈉溶液制氫氧化鈉溶液和硫酸溶液的裝置，標出進出物質的化學式：
A_________；C_________； E_________；膜b為     離子交換膜（填“陽”或“陰”）。

Answer 1

（各2分，共10分）
（1）2Cl^-＋2H₂O 2OH^-＋Cl₂↑＋H₂↑；
（2） O₂；NaOH；Na₂SO₄(溶液）；陽

解析試題分析：（1）電解飽和食鹽水生成氯氣、氫氣、氫氧化鈉，
離子方程式為2Cl^-＋2H₂O 2OH^-＋Cl₂↑＋H₂↑；
（2）電解硫酸鈉實際是電解水，要想得到氫氧化鈉和硫酸，在陰極是氫氧根離子放電，所以氫氧根離子濃度增大，所以氫氧化鈉應在陰極區得到，則膜b應是陽離子交換膜，只允許陽離子Na⁺通過，而氫氧根離子留在陰極區，從而得到氫氧化鈉；陽極是氫離子氫氧根離子放電生成氧氣，氫離子濃度相對增大，要想得到硫酸，則膜a應是陰離子交換膜，只允許陰離子通過，而氫離子留在陽極區，與硫酸根留在形成硫酸。所以A氣體是O₂，C是NaOH，E是Na₂SO₄(溶液）；b是陽離子交換膜。
考點：考查電解原理的應用，離子交換膜的判斷