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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
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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+、SO42-,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图所示,其中的电极未标出,所用的离子交换膜都只允许阳离子通过.

①图中X是___ (填化学式),分析比较图示中a、b、c从大到小的顺序为___.
②写出燃料电池中负极上发生的电极反应式___.
③这样设计的主要节电能之处在于(任写出一条)___.
(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+、SO42-,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图所示,其中的电极未标出,所用的离子交换膜都只允许阳离子通过.

①图中X是___ (填化学式),分析比较图示中a、b、c从大到小的顺序为___.
②写出燃料电池中负极上发生的电极反应式___.
③这样设计的主要节电能之处在于(任写出一条)___.
▼优质解答
答案和解析
(1)阳离子交换膜只允许阳离子H+和Na+通过,而阴离子氢氧根和氯离子均不能通过,故答案为:H+和Na+;
(2)要先除硫酸根离子,然后再除钙离子,碳酸钠可以除去过量的钡离子,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,过滤就行了,最后加盐酸除去过量的氢氧根离子碳酸根离子,故选:B;
(3)①由于在燃料电池中氧气在正极放电,可燃性气体在负极放电,所以通入空气的极是正极,则通入可燃性气体Y的极是负极,根据在氯碱工业中,电解食盐水除了生成NaOH还生成氯气和氢气,和空气形成燃料电池的为氢气,即Y是氢气,则X是氯气;
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%大于b%,负极氢气失电子生成氢离子消耗氢氧根离子,所以c%>a%,得到c%>a%>b%,故答案为:c>a>b,
故答案为:氯气;c>a>b;
②燃料电池中负极氢气失电子发生氧化反应,电极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O,故答案为:2H2+4OH--4e-=4H2O;
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.
(2)要先除硫酸根离子,然后再除钙离子,碳酸钠可以除去过量的钡离子,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,过滤就行了,最后加盐酸除去过量的氢氧根离子碳酸根离子,故选:B;
(3)①由于在燃料电池中氧气在正极放电,可燃性气体在负极放电,所以通入空气的极是正极,则通入可燃性气体Y的极是负极,根据在氯碱工业中,电解食盐水除了生成NaOH还生成氯气和氢气,和空气形成燃料电池的为氢气,即Y是氢气,则X是氯气;
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%大于b%,负极氢气失电子生成氢离子消耗氢氧根离子,所以c%>a%,得到c%>a%>b%,故答案为:c>a>b,
故答案为:氯气;c>a>b;
②燃料电池中负极氢气失电子发生氧化反应,电极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O,故答案为:2H2+4OH--4e-=4H2O;
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.
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