Question

【題目】如圖是以鉛蓄電池為電源，模擬氯堿工業電解飽和食鹽水的裝置圖(C、D均為石墨電極)。已知：鉛蓄電池在放電時發生下列電極反應：負極Pb＋SO42-－2e－===PbSO4正極PbO2＋4H＋＋SO42-＋2e－===PbSO4＋2H2O

(1)請寫出電解飽和食鹽水的化學方程式____________。

(2)若在電解池D極滴酚酞試液，電解一段時間后呈紅色，說明鉛蓄電池的B極為___極。

(3)用鉛蓄電池電解2 L飽和食鹽水(電解過程假設體積不變)

①若收集到11.2 L(標準狀況下)氯氣，則至少轉移電子________mol。

②若鉛蓄電池消耗H2SO4 2 mol，則可收集到H2的體積(標準狀況下)為________L。

③若消耗硫酸a mol，電解后除去隔膜，所得溶液中NaOH的物質的量濃度為(假設氯氣全部排出)______________(用含a的代數式表示)。

Answer 1

【答案】2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 負 1 22.4 a /2mol·L1

【解析】

本題考查的是電解原理知識。

（1）惰性電極電極飽和食鹽水生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉，原子守恒配平寫出；

（2）若在電解池D極滴酚酞試液，電解一段時間后呈紅色，說明氫離子在D極放電，產生了大量的氫氧根離子，使D極溶液顯堿性，則D極為電解池的陰極，陰極與電源負極相連，則B極為電源的負極。

（3）①依據電解氯化鈉生成氯氣的電極反應計算轉移電子物質的量；

②依據鉛蓄電池和電解池中電子轉移守恒計算；

③依據鉛蓄電池電極反應計算消耗硫酸轉移電子的物質的量，電解過程中電子守恒，根據電解氯化鈉溶液的化學方程式計算電解后溶液中溶質的物質的量濃度。

（1）惰性電極電極飽和食鹽水生成氫氣、氯氣和氫氧化鈉，反應的化學方程式為：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。本小題答案為：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。

（2）若在電解池D極滴酚酞試液，電解一段時間后呈紅色，說明氫離子在D極放電，產生了大量的氫氧根離子，使D極溶液顯堿性，則D極為電解池的陰極，陰極與電源負極相連，則B極為電源的負極。本小題答案為：負。

（3）①電解氯化鈉生成氯氣的電極反應為2Cl--2e-=Cl2↑，收集到11.2L（標準狀況下）氯氣物質的量為0.5mol，轉移電子物質的量為1mol。本小題答案為；1。

②蓄電池消耗H2SO42mol，依據電極反應PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O，消耗2mol硫酸轉移電子2mol，根據電子守恒，電解食鹽水陰極電極反應2H++2e-=H2↑，轉移電子也為2mol，則生成氫氣1mol，標準狀況體積為22.4L。本小題答案為：22.4L。

③依據電極反應PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O，消耗amol硫酸轉移電子amol，根據電子守恒，則2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑反應中轉移電子也為amol，則生成氫氧化鈉物質的量為amol，氫氧化鈉的濃度為amol/2L= mol/L。本小題答案為：mol/L。