Question

如图是以铅蓄电池为电源，模拟氯碱工业电解饱和食盐水的装置图（C、D均为石墨电极）．已知：铅蓄电池在放

如图是以铅蓄电池为电源，模拟氯碱工业电解饱和食盐水的装置图（C、D均为石墨电极）．已知：铅蓄电池在放电时发生下列电极反应：负极Pb+SO42--2e-═PbSO4正极PbO2+4H++SO42-+2e-═PbSO4+2H2O（1）请写出电解饱和食盐水的化学方程式2NaCl+2H2O 通电 . 2NaOH+Cl2↑+H2↑2NaCl+2H2O 通电 . 2NaOH+Cl2↑+H2↑．（2）若在电解池中C极一侧滴酚酞试液，电解一段时间后未呈红色，说明铅蓄电池的A极为______极．（3）用铅蓄电池电解1L饱和食盐水（食盐水足量、密度为1.15g/cm3）时，①若铅蓄电池消耗H2SO42mol，则可收集到H2的体积（标准状况下）为______ L．②若消耗硫酸amol，电解后除去隔膜，所得溶液中NaOH的质量分数表达式为（假设氯气全部排出）40a1000×1.15?a2(71+2)×100%40a1000×1.15?a2(71+2)×100% （用含a的代数式表示）．

Answer 1

（1）惰性电极电极饱和食盐水生成氢气、氯气和氢氧化钠，反应的化学方程式为：2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，
故答案为：2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑；
（2）电解池中C极一侧滴2滴酚酞试液、电解一段时间后，未呈红色说明C电极为阳极，D为阴极，电源A为正极，故答案为：正极；
（3）①蓄电池消耗H₂SO₄ 2mol，依据电极反应PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-=PbSO₄+2H₂O，消耗2mol硫酸电子转移2mol，电解食盐水阴极电极反应2H⁺+2e^-=H₂↑转移电子2mol生成氢气1mol，标准状况体积为22.4L，则可收集到H₂的体积22.4L，
故答案为：22.4；
②依据电极反应PbO₂+4H⁺+SO₄^2-+2e^-=PbSO₄+2H₂O，消耗amol硫酸电子转移amol，2NaCl+2H₂O

通电  .

2NaOH+Cl₂↑+H₂↑，反应中转移电子2mol，生成氢氧化钠物质的量为2mol，消耗amol硫酸电子转移amol，生成氢氧化钠amol，氢气0.5amol，氯气0.5amol，得到氢氧化钠溶液的质量分数=

40a

1000×1.15? a 2 (71+2)

×100%，
故答案为：

40a

1000×1.15? a 2 (71+2)

×100%．