Question

【題目】雙極膜由陽(yáng)離子交換膜、催化劑層和陰離子交換膜組合而成，在直流電場(chǎng)作用下可將水解離，在雙極膜的兩側(cè)分別得到H+和OH－，將其與陽(yáng)離子交換膜(陽(yáng)膜)、陰離子交換膜(陰膜)組合，可有多種應(yīng)用。

(1)海水淡化：模擬海水淡化，雙極膜組合電解裝置示意圖如下。

①X極是______極(填“陰”或“陽(yáng)”)。

②電解后可獲得較濃的鹽酸和較濃的NaOH溶液，上圖中雙極膜的右側(cè)得到的是______(填“H+”或“OH－”)。

(2)鈉堿循環(huán)法脫除煙氣中的SO2，并回收SO2：

用pH>8的Na2SO3溶液作吸收液，脫除煙氣中的SO2，至pH＜6時(shí)，吸收液的主要成分為NaHSO3，需再生。

Ⅰ．加熱pH＜6時(shí)的吸收液使其分解，回收SO2并再生吸收液。所得的再生吸收液對(duì)SO2的吸收率降低，結(jié)合離子方程式解釋原因：______。

Ⅱ．雙極膜和陰膜組合電滲析法處理pH＜6時(shí)的吸收液，可直接獲得再生吸收液和含較高濃度HSO3的溶液，裝置示意圖如下。

①再生吸收液從______室流出(填“A”或“B”)。

②簡(jiǎn)述含較高濃度HSO3的溶液的生成原理：______。

③與Ⅰ中的方法相比，Ⅱ中的優(yōu)點(diǎn)是______(列出2條)。

Answer 1

【答案】陽(yáng) H+ 加熱pH＜6時(shí)的吸收液，分解的過(guò)程中還發(fā)生反應(yīng)：2SO32+O2=2SO42，2HSO3+O2 =SO42+2H+，且加熱加快化學(xué)反應(yīng)速率，造成再生吸收液中c(SO32)降低，使SO2的吸收率降低 B B室中的SO32和HSO3在電場(chǎng)作用下通過(guò)陰膜進(jìn)入A室，A室中雙極膜產(chǎn)生的H+和溶液中的SO32反應(yīng)生成HSO3，提高HSO3的濃度 Ⅱ中可直接獲得再生吸收液，減少因加熱氧化生成大量的SO42，而降低再生吸收液對(duì)SO2的吸收率；Ⅱ中可獲得較高濃度的HSO3的溶液，進(jìn)而獲得比Ⅰ中濃度高的SO2

【解析】

(1) ①根據(jù)圖示，X極發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣；

②根據(jù)Y極生成氫氣分析；

(2) Ⅰ．HSO3具有還原性，NaHSO3分解的過(guò)程被氧化為Na2SO4；

Ⅱ．右側(cè)電極為陰極，陰極氫離子得電子生成氫氣，所以B室雙極膜左側(cè)生成OH-，OH-和 HSO3反應(yīng)生成SO32，直接獲得再生吸收液；A室雙極膜右側(cè)生成H+，H+和 SO32反應(yīng)生成HSO3，獲得含較高濃度HSO3的溶液；

(1)根據(jù)圖示，X極發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，所以X是陽(yáng)極；

②根據(jù)Y極生成氫氣，Y極氫離子得電子生成氫氣，所以雙極膜的右側(cè)得到的是H+；

(2) Ⅰ．加熱pH＜6時(shí)的吸收液，分解的過(guò)程中還發(fā)生反應(yīng)：2SO32+O2=2SO42，2HSO3+O2 =SO42+2H+，且加熱加快化學(xué)反應(yīng)速率，造成再生吸收液中c(SO32)降低，使SO2的吸收率降低；

Ⅱ．①右側(cè)電極為陰極，陰極氫離子得電子生成氫氣，所以B室雙極膜左側(cè)生成OH-，OH-和HSO3反應(yīng)生成SO32，直接獲得再生吸收液，再生吸收液從B室流出；

②A室中雙極膜又測(cè)產(chǎn)生的H+和溶液中的SO32反應(yīng)生成HSO3，提高HSO3的濃度；

③Ⅱ中可直接獲得再生吸收液，減少因加熱氧化生成大量的SO42，而降低再生吸收液對(duì)SO2的吸收率；Ⅱ中可獲得較高濃度的HSO3的溶液，進(jìn)而獲得比Ⅰ中濃度高的SO2。