氯碱工业用铁网为阴极，石墨棒为阳极，电解含有NaCl的质量分数为w（NaCl...

问答题 氯碱工业用铁网为阴极，石墨棒为阳极，电解含有NaCl的质量分数为w（NaCl）=0.25的溶液来获得Cl₂（g）和NaOH溶液。NaCl溶液不断地加到阳极区，然后经过隔膜进入阴极区。若某电解槽内阻为8×10^-4Ω，外加电压为4.5V，电流强度为2000A。每小时从阴极区流出溶液为27.46kg，其中w（NaOH）=0.10，w（NaCl）=0.13。已知下述电池的电动势为2.3V；

试求：
（1）该生产过程的电流效率；
（2）该生产过程的能量效率（即生产一定量产品时，理论上所需的电能与实际消耗的电能之比）；
（3）该电解池中用于克服内阻及用于克服极化的电势降各为多少？

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1.问答题钢在热处理时易被氧化。已知反应Fe（s）+1/2O₂（s）＝FeO（s）的Δ_rG^O_m（773.15K）= -16.97kJ·mol^-1，欲使钢件在500℃的加热炉内进行热处理时不被氧化，应如何控制炉内O₂的分压？

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2.问答题 某一溶液中含有KCl、KBr和KI的浓度均为0.10mol.kg^-1。今将该溶液放入带有Pt电极的素烧杯内，再将杯放在一带有Zn（s）电极和大量0.10mol.kg^-1的ZnCl₂溶液的较大器皿中，若略去液接电势和极化影响，试求298k时下列各情况报需施加的外电压最少为若干？设活度因子均为1。
（1）析出99%的碘；
（2）析出Br₂，至Br^-的浓度为1×10^-4mol.kg^-1；
（3）析出Cl₂，至Cl^-的浓度为1×10^-4mol.kg^-1。

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3.问答题 工业上目前电解含食盐水制造NaOH的反应为

有人提供改进方案，改造电解池的结构，使电解食盐水的总反应为

（1）从两种电池总反应分别写出阴极和阳极反应；
（2）计算在298K时，两种反应的理论分解电压各为多少？设活度因子均为1，溶液pH=14；
（3）计算改进方案在理论上可节约多少电能（用百分数表示）？

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4.问答题 在298K和标准压力时，用电解沉积法分离Cd²⁺、Zn²⁺混合溶液。已知Cd²⁺和Zn²⁺的浓度均为0.10mol.kg^-1（设活度因子均为1），H₂（g）在Cd（s）和Zn（s）上的超电势分别为0.48V和0.70V，设电解液的pH保持为7.0。试问：
（1）阴极上首先析出何种金属？
（2）第二种金属析出时第一种析出的离子的残余浓度为多少？
（3）H₂（g）是否有可能析出而影响分离效果？

参考答案：

5.问答题已知反应2NaHCO₃（s） ═ Na₂CO₃（s）+H₂O（l）+CO₂（s）的分解压与温度的关系为：lg p =-3345/T+10.95。求101325Pa下NaHCO₃的分解温度

参考答案：p=101325Pa=101.325kPa时，lg101.325=-3345/T+10.95，解得：

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6.问答题已知反应2NaHCO₃（s） ═ Na₂CO₃（s）+H₂O（l）+CO₂（s）的分解压与温度的关系为：lg p =-3345/T+10.95。求反应的Δ_rH^O_m和Δ_rS^O_m；

参考答案：

7.问答题已知反应2NaHCO₃（s） ═ Na₂CO₃（s）+H₂O（l）+CO₂（s）的分解压与温度的关系为：lg p =-3345/T+10.95。求平衡常数K_p^ө与T的关系；

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8.问答题在298K和标准压力时，电解一含Zn²⁺溶液，希望当Zn²⁺浓度降至1×10^-4mol.kg^-1，仍不会有H₂（g）析出，试问溶液的pH应控制在多少为好？已知H₂（g）在Zn（s）上的超电势为0.72V，并设此值与浓度无关。

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9.问答题将1molSO₂与1molO₂的混合气体，在101.325kPa及903K下通过盛有铂丝的玻璃管，控制气流速度，使反应达到平衡，把产生的气体急剧冷却，并用KOH吸收SO₂及SO₃。最后测得余下的氧气在101.325kPa、273.15K下的体积为13.78dm³，试计算反应SO₂+1/2O₂=SO₃在903K时的Δ_rG^O_m及K^ө。

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10.问答题在298K和标准压力时，用铁Fe（s）为阴极，C（石墨）为阳极，电解6.0mol.kg^-1的NaCl水溶液。若H₂（g）在铁阴极上的超电势为0.20V，O₂（g）在石墨阳极上的超电势为0.60V，Cl₂（g）的超电势忽略不计。试说明两电极上首先发生的反应及计算至少需加多少外加电压，电解才能进行。（设活度因子均为1）

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