Question

工业上电解制碱的技术是用离子交换膜法，主要原料是饱和食盐水．

请回答下列问题：

（1）阳离子交换膜把电解槽隔成了阴极室和阳极室，电解食盐水时，它只允许          （填离子符号）通过。

（2）为了去除粗盐中混有的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-．下列选项中所加试剂（均为溶液）及加入顺序均合理的是         （填选项字母）

A．先加足量的BaCl₂，再加足量的Na₂CO₃，最后加入适量稀盐酸

B．先加入足量的NaOH．再加入足量的BaCl₂，然后加入足量Na₂CO₃，最后加入适量稀盐酸

C．先加足量的Na₂CO₃，再加足量的BaCl₂，然后加足量的NaOH，最后加入适量稀盐酸．

D．先加足量的Ba（NO₃）₂，再加足量NaOH，然后再加足量的Na₂CO₃，最后加入适量稀盐酸．

（3）氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30%以上．在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过．

图中X、Y分别是          、          （填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数 a、b、c的从大到小的顺序为               

分别写出燃料电池中正极、负极上发生的电极反应正极：           ；负极：         ；

这样设计的主要节（电）能之处在于（任写出一条）            

Answer

（1）Na+ （2）B （3）①Cl2 、H2 b>a>c

②O2+4e-+2H2O=4OH- 2H2-4e-+4OH-=4H2O

③燃料电池可以补充电解池消耗的电能 、提高产出碱液的浓度（降低能耗）等合理答案均可

【解析】

试题分析：（1）阳离子交换膜只允许阳离子Na+ 通过，不允许阴离子Cl-、OH-通过；

（2）先加过量的氯化钡除去硫酸根离子，然后用碳酸钠去除过量的钡离子，如果加反了，过量的钡离子就没法除去，至于加氢氧化钠除去镁离子顺序不受限制，因为过量的氢氧化钠加盐酸就可以调节了，只要将三种离子除完了，过滤，最后加盐酸除去过量的氢氧根离子、碳酸根离子，答案选B；

（3）①在燃料电池中，氧气作正极，所以通入空气的极是正极，通入燃料的极是负极，即产生Y的极是阴极，所产生的是氢气，在X处产生的是氯气，氢氧燃料电池最后产生的是水，所以a%小于b%；阴极在产生氢气的同时还有氢氧化钠生成，所以c＞a，即大小顺序为b＞a＞c；

②燃料电池的工作原理：负极是燃料氢气发生失电子的氧化反应，即2H2-4e-+4OH-=4H2O，正极是氧气发生得电子的还原反应，即O2+4e-+2H2O=4OH-；

③燃料电池能将化学能转化为电能，所以燃料电池可以补充电解池消耗的电能，此外还可以提高产出碱液的浓度。

考点：考查氯碱工业的有关知识