Question

6．如圖1是氯堿工業(yè)中離子交換膜電解槽示意圖，其中離子交換膜為“陽離子交換膜”，它有一特殊的性質(zhì)--只允許陽離子通過，阻止陰離子和氣體通過．

（1）電解后得到的氫氧化鈉溶液從d口流出（填字母代號(hào)），b口排出的是Cl₂ 氣體，電極1應(yīng)連接電源的正極（填“正”或“負(fù)）”；理論上講，從f口加入純水即可，但在實(shí)際生產(chǎn)中，純水要加入一定量的NaOH溶液，其原因是增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性和不影響NaOH純度．
（2）圖2是根據(jù)氯堿工業(yè)中離子交換膜技術(shù)原理設(shè)計(jì)的電解Na₂SO₄溶液生產(chǎn)NaOH和H₂SO₄溶液的裝置．請(qǐng)回答：a為陰（填“陽”或“陰”）離子交換膜；從D口流出的物質(zhì)的化學(xué)式（若為溶液，則寫出溶質(zhì)的化學(xué)式）為NaOH．．

Answer 1

分析 （1）電解氯化鈉溶液時(shí)，陽極附近是Cl^-放電，生成氯氣，陰極附近時(shí)H⁺放電生成氫氣，由于裝置中放置了陽離子交換膜，所以在陰極生成NaOH，以此解答該題；
（2）離子交換膜法以石墨為電極電解飽和硫酸鈉溶液，陽極發(fā)生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，由圖可知，左側(cè)為陽極，右側(cè)為陰極，從F口可不斷充入Na₂SO₄，B為氧氣；A為H₂SO₄溶液，C為氫氣，D口流出的溶液為NaOH．

解答 解：（1）電解氯化鈉溶液時(shí)，根據(jù)離子移動(dòng)，則電極1為陽極，應(yīng)連接電源的正極，陽極附近是Cl^-放電，生成氯氣，所以b口排出的是氯氣，電極2為陰極，陰極附近時(shí)H⁺放電生成氫氣，剩余氫氧根離子，由于裝置中放置了陽離子交換膜，所以在陰極生成NaOH，即從d口流出；在實(shí)際生產(chǎn)中，為了增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，又不影響NaOH純度，所以純水要加入一定量的NaOH溶液，
故答案為：d； Cl₂ ；正； 增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電性，不影響NaOH純度；
（2）惰性電極電解飽和硫酸鈉溶液，從F口可不斷充入Na₂SO₄，陽極發(fā)生4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑，B為氧氣；A為H₂SO₄溶液，所以a為陰離子交換膜，陰極發(fā)生2H⁺+2e^-=H₂↑，C為氫氣，所以從D口流出的溶液為NaOH，
故答案為：陰；NaOH．

點(diǎn)評(píng) 本題考查氯堿工業(yè)及電解原理，明確發(fā)生的離子反應(yīng)及電解反應(yīng)電極判斷是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．