Question

如圖是以鉛蓄電池為電源，模擬氯堿工業(yè)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(shí)發(fā)生下列電極反應(yīng)：

負(fù)極Pb＋SO－2e^－===PbSO₄

正極PbO₂＋4H^＋＋SO＋2e^－===PbSO₄＋2H₂O

(1)請寫出電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式

_____________________。

(2)若在電解池中C極一側(cè)滴酚酞試液，電解一段時(shí)間后未呈紅色，說明鉛蓄電池的A極為________極。

(3)用鉛蓄電池電解1L飽和食鹽水(食鹽水足量、密度為1. 15 g/cm³)時(shí)，

①若收集到11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氯氣，則至少轉(zhuǎn)移電子________mol。

②若鉛蓄電池消耗H₂SO₄2 mol，則可收集到H₂的體積(標(biāo)準(zhǔn)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的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為(假設(shè)氯氣全部排出)________(用含a的代數(shù)式表示)。

Answer 1

解析：(1)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為2NaCl＋2H₂O2NaOH＋Cl₂↑＋H₂↑

(2)C極一側(cè)滴酚酞試液不變紅色，說明該極無OH^－生成，C極是陽極，故A是正極。

(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2 L Cl₂的物質(zhì)的量是0.5 mol，每生成1 mol Cl₂轉(zhuǎn)移2 mol e^－，故至少轉(zhuǎn)移1 mol e^－；鉛蓄電池放電的總反應(yīng)為Pb＋PbO₂＋2H₂SO₄===2PbSO₄＋2H₂O，每消耗2 mol H₂SO₄，轉(zhuǎn)移2 mol e^－，可生成1 mol H₂，標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)，H₂的體積為22.4 L；消耗a mol H₂SO₄，轉(zhuǎn)移a mol電子，生成H₂、Cl₂、NaOH的物質(zhì)的量分別為mol，mol，a mol，故ω(NaOH)＝×100%。

答案：(1)2NaCl＋2H₂O2NaOH＋Cl₂↑＋H₂↑

(2)正　(3)①1�、�22.4�、�×100%