Question

芒硝化學(xué)式Na₂SO₄?10H₂O，無色晶體，易溶于水，是一種分布很廣泛的硫酸鹽礦物．該小組同學(xué)設(shè)想，如果模擬工業(yè)上離子交換膜法制燒堿的方法，用圖乙所示裝置電解硫酸鈉溶液來制取氫氣、氧氣、硫酸和氫氧化鈉，無論從節(jié)省能源還是提高原料的利用率而言都更加符合綠色化學(xué)理念．

①此時(shí)通過陰離子交換膜的離子數(shù)

 

（填“大于”“小于”或“等于”）通過陽離子交換膜的離子數(shù)．
②制得的氫氧化鈉溶液從出口

 

（填“A”“B”“C”或“D”）導(dǎo)出．
③通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，請簡述原因

 

．
④若將制得的氫氣、氧氣和氫氧化鈉溶液組合為氫氧燃料電池，則電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理

專題：電化學(xué)專題

分析：①根據(jù)陰陽離子的移動(dòng)方向，通過相同電量時(shí)，陰陽離子交換的個(gè)數(shù)判斷；
②根據(jù)氫氧化鈉生成的電極判斷導(dǎo)出口；
③根據(jù)陰極氫離子放電，氫氧根離子濃度增大分析；
④根據(jù)燃料電池正極氧氣得到電子，與水生成氫氧根離子寫成電極反應(yīng)離子方程式．

解答： 解：①陽極氫氧根離子放電，因此硫酸根離子向陽極移動(dòng)，陰極氫離子放電，因此鈉離子向陰極移動(dòng)，所以通過相同電量時(shí)，由電荷守恒知鈉離子數(shù)目大于硫酸根離子數(shù)目，故答案為：小于；
②氫氧化鈉在陰極生成，所以在D口導(dǎo)出；故答案為：D；
③陰極氫離子放電，氫氧根離子濃度增大，所以溶液的pH增大，
故答案為：H⁺放電，促進(jìn)水的電離，OH^-濃度增大；
④燃料電池正極氧氣得到電子，與水生成氫氧根離子，電極反應(yīng)的離子方程式為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，
故答案為：O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．

點(diǎn)評：本題考查了原電池和電解池原理，難度不大，注意燃料原電池電極反應(yīng)式的書寫時(shí)，要根據(jù)電解質(zhì)溶液的酸堿性確定生成的離子或物質(zhì)．