作业帮[化学-选修化学与技术]
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：化学作业 时间：2024/05/12 09:49:39
[化学-选修化学与技术]
请回答氯碱的如下问题：
（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品．理论上k=______（要求计算表达式和结果）；
（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质，必须精制后才能供电解使用．精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl（盐酸）③BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是______（填序号）
（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．
①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%与b%的大小______；
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：______，负极：______；
③这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）______、______．
请回答氯碱的如下问题：
（1）氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k（质量比）生成的产品．理论上k=______（要求计算表达式和结果）；
（2）原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质，必须精制后才能供电解使用．精制时，粗盐溶于水过滤后，还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl（盐酸）③BaCl2，这3种试剂添加的合理顺序是______（填序号）
（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．
①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%与b%的大小______；
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：______，负极：______；
③这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）______、______．
（1）电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl+2H2O
电解
.
2NaOH+H2↑+Cl2↑，则理论上k=
M(Cl2)
2M(NaOH)=
71
80=1：1.13或0.89，
故答案为：
M(Cl2)
2M(NaOH)=
71
80=1：1.13或0.89；
（2）应先加入过量BaCl2，除去SO42-，然后加过量Na2CO3，可除去Ca2+、Mg2+、Fe3+等，过滤后加入盐酸可除去Na2CO3，故答案为：③①②；
（3）①通空气一边为正极（还原反应），那么左边必然通H2，这样Y即为H2，则电解池左边应为阳极，生成Cl2，由于燃料电池正极发生O2+4e-+2H2O=4OH-，燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%小于b%，可知NaOH浓度增大，
故答案为：Cl2；H2；a%小于b%；
②燃料电池中正极氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，负极氢气失电子发生氧化反应，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，
故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；H2-2e-+2OH-=2H2O；
③据装置特点及反应过程可知，这样设计的优点是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，
故答案为：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．
电解
.
2NaOH+H2↑+Cl2↑，则理论上k=
M(Cl2)
2M(NaOH)=
71
80=1：1.13或0.89，
故答案为：
M(Cl2)
2M(NaOH)=
71
80=1：1.13或0.89；
（2）应先加入过量BaCl2，除去SO42-，然后加过量Na2CO3，可除去Ca2+、Mg2+、Fe3+等，过滤后加入盐酸可除去Na2CO3，故答案为：③①②；
（3）①通空气一边为正极（还原反应），那么左边必然通H2，这样Y即为H2，则电解池左边应为阳极，生成Cl2，由于燃料电池正极发生O2+4e-+2H2O=4OH-，燃料电池中的离子膜只允许阳离子通过，而燃料电池中正极氧气得到电子产生OH-，所以反应后氢氧化钠的浓度升高，即a%小于b%，可知NaOH浓度增大，
故答案为：Cl2；H2；a%小于b%；
②燃料电池中正极氧气得电子发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，负极氢气失电子发生氧化反应，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，
故答案为：O2+4e-+2H2O=4OH-；H2-2e-+2OH-=2H2O；
③据装置特点及反应过程可知，这样设计的优点是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，
故答案为：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．
[化学-选修化学与技术]
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